[发明专利]一种回收废旧磷酸铁锂正极材料中有价元素的方法

说明书

本发明属于废旧锂电池资源回收技术领域，具体涉及一种回收废旧磷酸铁锂正极材料中有价元素的方法，包括：在磷酸铁锂废料中加入碱液打浆，加入氧化剂反应后过滤，得到含锂、铁、磷浸出渣和磷酸钠溶液；在所述含锂、铁、磷浸出渣中加水打浆加入铁盐，反应后过滤，得到含锂溶液和含铁、磷浸出渣；在所述含锂溶液中加入沉淀剂，反应后过滤得到锂盐；在所述含铁、磷浸出渣中加入碱液进行反应，过滤得到氢氧化铁和磷酸钠溶液；将磷酸钠溶液合并，经蒸发结晶，得到磷酸钠晶体。本发明的回收废旧磷酸铁锂正极材料中有价元素的方法，可以从磷酸铁锂废料中得到锂盐、磷酸钠和氢氧化铁，实现了磷酸铁锂废料的综合回收。

技术领域

本发明属于废旧锂电池资源回收技术领域，具体涉及一种回收废旧磷酸铁锂正极材料中有价元素的方法。

背景技术

随着新能源汽车产业的快速发展，动力电池的报废量与日俱增，其中磷酸铁锂电池的比重较大。目前，磷酸铁锂废料的主要回收方法包括：直接再生、火法回收和湿法回收。直接再生的方法虽然简单、环境友好，但是再生的磷酸铁锂正极材料由于含有杂质元素，使得再生得到的磷酸铁锂电池性能不佳。湿法回收是目前应用最为广泛的方法，它的主要技术路线是先溶解再沉淀，最终得到锂盐、铁盐和磷盐。

溶解磷酸铁锂的方法一般又分为酸浸和碱浸。中国发明专利CN 111206161 A公开了一种磷酸铁锂电池废正极材料的综合利用方法，采用熔烧(550-850℃)-硫酸溶解提锂，最终得到含锂、铁、磷的产品。该方法锂的回收率虽然≥95％，但是熔烧过程需要高温能耗高，并且酸溶过程有磷的损失。发明专利CN 112694074 A公开了一种磷酸铁锂废料的回收方法及其应用，将磷酸铁锂废料在碱性条件下浸取，再经过氨浸最终得到磷酸锂和四氧化三铁。这种方法虽然锂、铁、磷的损失率较低，但是氨浸步骤使用较多氨水，会产生大量的含氨氮的废水，不利于清洁生产。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种回收废旧磷酸铁锂正极材料中有价元素的方法。

具体的，本发明的回收废旧磷酸铁锂正极材料中有价元素的方法，包括：

(1)在磷酸铁锂废料中加入碱液打浆，加入氧化剂反应后过滤，得到含锂、铁、磷浸出渣和磷酸钠溶液；

(2)在所述含锂、铁、磷浸出渣中加水打浆加入铁盐，反应后过滤，得到含锂溶液和含铁、磷浸出渣；

(3)在所述含锂溶液中加入沉淀剂，反应后过滤得到锂盐；

(4)在所述含铁、磷浸出渣中加入碱液进行反应，过滤得到氢氧化铁和磷酸钠溶液；

(5)将步骤(1)的磷酸钠溶液与步骤(4)的磷酸钠溶液合并，经蒸发结晶，得到磷酸钠晶体。

上述的回收废旧磷酸铁锂正极材料中有价元素的方法，步骤(1)和步骤(4)中，所述碱液为氢氧化钾、氢氧化钠中的一种。

上述的回收废旧磷酸铁锂正极材料中有价元素的方法，所述碱液的浓度为2-6mol/L。

上述的回收废旧磷酸铁锂正极材料中有价元素的方法，步骤(1)中，所述碱液中氢氧根与所述磷酸铁锂废料中磷酸根的摩尔比为2:1-2.4:1。

上述的回收废旧磷酸铁锂正极材料中有价元素的方法，所述氧化剂包括过氧化氢、氧气、空气、臭氧中的至少一种。

上述的回收废旧磷酸铁锂正极材料中有价元素的方法，所述铁盐包括硫酸铁、氯化铁和硝酸铁中的至少一种。

上述的回收废旧磷酸铁锂正极材料中有价元素的方法，所述铁盐中铁离子与所述含锂、铁、磷浸出渣中锂离子的摩尔比是3:1-3.6:1。

上述的回收废旧磷酸铁锂正极材料中有价元素的方法，所述沉淀剂为碳酸钠或磷酸钠。