[发明专利]一种废旧磷酸铁锂黑粉提锂后磷铁渣合成磷酸铁锂的方法

权利要求书

1.一种废旧磷酸铁锂黑粉提锂后磷铁渣合成磷酸铁锂的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤(1)：将磷铁渣于除杂浸渍液中进行预除杂浸出，获得磷铁浸出渣和除杂液，所述除杂浸渍液中H⁺的浓度≤0.6mol/L，

步骤(2)：将步骤(1)所得磷铁浸出渣于酸溶液B中进行磷、铁浸出，固液分离，获得含Fe、P浸出液和碳粉，所述酸溶液B中，H⁺的浓度≥0.8mol/L；

步骤(3)：通过补铁、补磷调节含Fe、P浸出液的磷铁比，并调节pH，经化学沉淀反应获得磷酸铁；

步骤(4)：将步骤(3)所得磷酸铁与锂源、碳源混合后获得混合粉，混合粉于保护气氛下烧结获得磷酸铁锂。

2.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂黑粉提锂后磷铁渣合成磷酸铁锂的方法，其特征在于：步骤(1)中，准备n份磷铁渣或将磷铁渣分为n份，所述n≥1，依次进行预除杂浸出，第一份磷铁渣加入酸溶液A中预除杂浸出，固液分离，获得第一次除杂液，从第二份磷铁渣至第n份磷铁渣的浸出，均采用前一次除杂液补酸后作为除杂浸渍液，直至获得第n份除杂液即为富锂液；所述酸溶液A选自硫酸、硝酸、磷酸中的至少一种，所述酸溶液A的浓度为0.1～0.3mol/L。

3.根据权利要求2所述的一种废旧磷酸铁锂黑粉提锂后磷铁渣合成磷酸铁锂的方法，其特征在于：采用氢氧化物调节富锂液的pH为10～14，于90～100℃加入碳酸钠，沉淀获得碳酸锂，所述碳酸钠加入量为液相中锂的摩尔量的1.2～1.5倍，所述富锂液中锂的浓度≧3g/L。

4.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂黑粉提锂后磷铁渣合成磷酸铁锂的方法，其特征在于：将步骤(1)得到的除杂液中加入锂离子吸附剂回收锂，所得吸附后液返回步骤(1)作为再生除杂浸渍液进行预除杂浸出；所述锂离子吸附剂为铝系层状吸附剂，吸附剂与除杂液质量体积比为1g：50～80ml，吸附温度为25～50℃，吸附时间为12～24h；

所述除杂浸渍液选自硫酸、硝酸、磷酸中的至少一种，所述除杂浸渍液的浓度为0.1～0.3mol/L。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种废旧磷酸铁锂黑粉提锂后磷铁渣合成磷酸铁锂的方法，其特征在于：

步骤(1)中，所述磷铁渣与除杂浸渍液的固液质量体积比为1g：8～10mL；

步骤(1)中，所述预除杂浸出的温度为65～95℃，预除杂浸出的时间为1～2h。

6.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂黑粉提锂后磷铁渣合成磷酸铁锂的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述酸溶液B选自硫酸、硝酸、磷酸中的至少一种，所述酸溶液B的浓度为0.8～1.2mol/L。

步骤(2)中，所述磷铁浸出渣与酸溶液B的固液质量体积比为1g：5～8mL。

步骤(2)中，所述磷、铁浸出的温度为25～60℃，所述磷、铁浸出的时间为1～2h。

7.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂黑粉提锂后磷铁渣合成磷酸铁锂的方法，其特征在于：步骤(3)中，所述补铁所用铁源选自硫酸铁、氯化铁、硝酸铁中的一种，所述补磷选自磷酸二氢铵、磷酸钠、磷酸铵、磷酸一氢铵中的一种。

8.根据权利要求1或7所述的一种废旧磷酸铁锂黑粉提锂后磷铁渣合成磷酸铁锂的方法，其特征在于：步骤(3)中，调节含Fe、P浸出液的磷铁比为1～1.05：1，并采用氨水调节pH，控制化学沉淀反应的终点pH为1.6～2.2，获得磷酸铁；所述化学沉淀反应的温度为50℃～95℃，化学沉淀反应的时间1～2h。

9.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂黑粉提锂后磷铁渣合成磷酸铁锂的方法，其特征在于：步骤(4)中，将步骤(3)所得磷酸铁于600～700℃热处理1～2h，然后与锂源、碳源球磨获得混合粉，于保护气氛下烧结获得包覆碳的磷酸铁锂。

10.根据权利要求9所述的一种废旧磷酸铁锂黑粉提锂后磷铁渣合成磷酸铁锂的方法，其特征在于：

所述锂源选自碳酸锂、氢氧化锂中的一种，所述碳源选自葡萄糖、蔗糖、碳粉中的一种；

所述锂源的加入量按磷酸铁中的Fe与锂源中的Li的摩尔比1：1～1.1；

所述碳源的加入量为磷酸铁和锂源质量总和的5～20％；

所述球磨为湿法球磨，球磨的介质为乙醇，球磨的时间为9～12h；

所述烧结的温度为600～800℃，烧结的时间为10～12h；

所述保护气氛选自氮气、氩气中的一种。