一种从磷酸亚铁锂废旧电池中回收锂制备电池级碳酸锂的方法技术

本发明专利技术涉及一种从磷酸亚铁锂废旧电池中回收锂制备电池级碳酸锂的方法，以磷酸亚铁锂废旧电池为原料制备电池级碳酸锂，包括以下步骤：(1)电池拆解；(2)圆盘造粒；(3)高温焙烧；(4)酸化浸出；(5)深度转型；(6)碱化除杂；(7)纯碱沉锂等。本发明专利技术的有益效果为：本发明专利技术的从磷酸亚铁锂废旧电池回收锂制备电池级碳酸锂的方法，具有锂回收率高、环境友好、产品纯度高等优点，产品主含量超过99.5％，达到电池级产品要求，且工艺简单、生产成本低，适合工业化生产。

Method for preparing lithium carbonate by recovering lithium from waste battery of lithium iron phosphate

The invention relates to a method for preparing battery grade lithium carbonate lithium recovery from lithium iron phosphate batteries used in the preparation of battery grade lithium carbonate lithium iron phosphate batteries, which comprises the following steps: (1) battery dismantling; (2) disk granulation; (3) high temperature roasting; (4) acidification leaching; (5) the depth of the transition; (6) alkali removal of impurities; (7) lithium heavy soda ash. The invention has the advantages that the preparation method of battery grade lithium carbonate from waste lithium lithium iron phosphate battery recycling system of the present invention, lithium has high recovery rate, friendly environment, the product purity is high, the main content of the product reached more than 99.5%, battery grade requirements of products, and the process is simple, low cost, suitable for industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种从磷酸亚铁锂废旧电池中回收锂制备电池级碳酸锂的方法
本专利技术涉及一种锂废旧电池的回收处理方法，具体涉及一种从磷酸亚铁锂废旧电池中回收锂制备电池级碳酸锂的方法。
技术介绍
锂离子电池由于具有比能量高、使用寿命长，额定电压高、高功率承受力、自放电率低、重量轻、高低温适应性强等优点，已成为数码、通信、航空、便携式电子产品等的首选电源。随着其在动力汽车、大功率储能设施上的推广应用，其需求量将爆发性增长。2015年，全球锂离子电池产量达100.75GWh，其中小型电池占66.28％，动力电池占28.26％，储能电池占5.46％。2015年我国锂离子电池产量达47.13GWh，同比增长54.78％，中国产量接近全球一半。而磷酸铁锂材料由于具有高安全、高环保、低价格、长寿命等特点，成为公认的锂离子动力电池的首选材料，磷酸亚铁锂为正极材料的锂离子电池现已广泛应用于电动工具、电动自行车、助力车、矿灯、电动汽车等动力电池领域。未来该材料在移动通讯基站、储能设备等领域也具有发展空间。随着锂离子电池的广泛应用，将大量进入失效、回收阶段。如何回收废旧锂离子电池和资源化循环利用已成为社会普遍关注的问题。为了资源循环利用和行业可持续发展的目的，应对其中锂元素进行回收。目前关于磷酸亚铁锂废料回收锂的技术研究还不成熟，国内外文献专利报道的方法主要有2种：(1)磷酸亚铁锂废料湿法提锂技术，专利有CN103280610和CN102285673，公开了一种磷酸亚铁锂电池正极废料回收锂的方法，该方法通过拆解正极片，先用碱溶解，滤渣用酸和还原剂浸出，过滤得到锂溶液，锂溶液加碳酸钠得到碳酸锂。该方法渣量大、生产效率低、锂收率不足60％、产品纯度低。(2)磷酸铁锂废料火法提锂技术，专利CN102891345和CN102903985公开了从磷酸亚铁锂废料中回收氯化锂或碳酸锂的方法，该方法通过拆解破碎分离得到的磷酸铁锂粉末于高温焙烧，盐酸浸出，得到磷酸锂溶液，通过调节pH＝2～2.5除去磷酸铁，再用氯化钙除磷，过滤得到氯化锂或碳酸锂产品。该方法主要问题是，铁锂粉料焙烧过程灰尘大、锂的总收率低、产品质量差(钙、磷杂质高)等缺点。如何解决磷酸铁锂粉在焙烧过程存在的粉尘大、锂收率低、产品杂质含量高的问题，是目前对磷酸亚铁锂废旧电池提锂研究的主要困难，也是本专利技术专利主要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种从磷酸亚铁锂废旧电池中回收锂制备电池级碳酸锂的方法，具有锂回收率高、环境友好、产品纯度高等优点，弥补了现有技术的不足之处。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现：一种从磷酸亚铁锂废旧电池中回收锂制备电池级碳酸锂的方法，包括以下步骤：A.电池拆解：将磷酸亚铁锂废旧电池通过放电、拆解、分选和粉碎工序分离出磷酸亚铁锂粉末；B.圆盘造粒：往磷酸亚铁锂粉末中加入质量百分比浓度为5％～15％的可溶性镁盐溶液，液固重量比为1:4～1:8，搅拌30～60min，然后进行圆盘造粒，粒径为5～20mm；C.高温焙烧：将B步骤中造粒后的物料在500～800℃下焙烧1～4h，焙烧过程中保持物料与空气充分接触；D.酸化浸出：往焙烧后的物料中加入计量无机酸，控制物料中的Li+与无机酸中H+的摩尔比为0.6:1.5，在常温下搅拌浸出30～60min，控制物料的pH值为0.5～1.5，然后压滤得到含锂溶液和酸浸渣；E.深度转型：往步骤D得到的含锂溶液中加入计量的氢氧化镁粉末，控制含锂溶液中的PO43+与氢氧化镁的Mg2+的摩尔比为1:1.5～1:2，再用酸调节溶液的pH至中性，在50～100℃搅拌反应0.5～4h，压滤后得到转型滤液和磷酸镁渣；F.碱化除杂：往步骤E得到的转型滤液中加入无机碱调节溶液的pH值为12～13，压滤后得到含锂净化液和氢氧化镁渣，氢氧化镁渣经乳化调浆后返回步骤E循环利用；G.纯碱沉锂：往步骤F得到的含锂净化液中加入计量碳酸钠溶液，在85～100℃下搅拌反应0.5～2h，然后经压滤、洗涤和干燥得到电池级碳酸锂。优选地，所述B步骤中的可溶性镁盐为氯化镁、硫酸镁和硝酸镁中的至少一种。优选地，在所述C步骤的焙烧过程中可以用鼓风机鼓入氧气或空气。优选地，所述D步骤中的无机酸为盐酸、硫酸和硝酸中的至少一种。优选地，所述F步骤中无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂中的至少一种。优选地，所述G步骤中碳酸钠溶液浓度为170～250g/L。本专利技术的有益效果为：本专利技术的一种从磷酸亚铁锂废旧电池中回收锂制备电池级碳酸锂的方法，采用上述步骤，相对于现有技术而言，其具有的优点是锂回收率高、环境友好、产品纯度高，达到电池级产品要求，且工艺简单、生产成本低，适合工业化生产。本专利技术在焙烧磷酸亚铁锂粉末前，采用镁盐圆盘造粒的工艺先将磷酸亚铁锂粉末做成5～20mm的颗粒，该颗粒粒径合适、结构合理，既可防止磷酸亚铁锂粉末在焙烧过程中产生较大灰尘，又能保障磷酸亚铁锂粉末被充分燃烧；并且在焙烧转型过程中，使部分磷酸根离子与镁离子结合，从而将锂变为可溶锂，实现初步转型提锂。同时，采用镁盐进行深度转型，与传统采用钙盐转型相比，转型效果更好，提高了锂回收率，并循环回收利用了氢氧化镁渣。附图说明附图中示出吸附剂再生前、后吸附容量的变化，附图仅用于示出优选实施方式的原因和目的，并不是对本专利技术的限制，吸附剂A和吸附剂B为不同合成方法得到的铝盐锂吸附剂，主成分均为LiCl●2Al(OH)3●nH2O，不同标注，以示区别。图1为本专利技术一种从磷酸亚铁锂废旧电池中回收锂制备电池级碳酸锂的方法的工艺流程图。具体实施方式下面结合附图的图1对本专利技术的一种从磷酸亚铁锂废旧电池中回收锂制备电池级碳酸锂的方法进一步详细说明。本专利技术的一种从磷酸亚铁锂废旧电池中回收锂制备电池级碳酸锂的方法，请参考图1，包括以下工艺流程：A.电池拆解：将磷酸亚铁锂废旧电池通过放电、拆解、分选、粉碎等工序分离出磷酸亚铁锂粉末；B.圆盘造粒：往磷酸亚铁锂粉末中加入5％～15％(wt％)的可溶性镁盐溶液，液固重量比为1:4～1:8，搅拌30～60min，然后进行圆盘造粒，粒径为5～20mm；C.高温焙烧：将B步骤中造粒后的物料在500～800℃下焙烧1～4h，焙烧过程中保持物料与空气充分接触；D.酸化浸出：往焙烧后的物料中加入计量无机酸，控制物料中的Li+与无机酸中H+的摩尔比为0.6:1.5，在常温下搅拌浸出30～60min，控制物料的pH为0.5～1.5，然后压滤得到含锂溶液和酸浸渣；E.深度转型：往步骤D得到的含锂溶液中加入计量的氢氧化镁粉末，控制含锂溶液中的PO43+与氢氧化镁的Mg2+的摩尔比为1:1.5～1:2，再用酸调节溶液的pH至中性，在50～100℃搅拌反应0.5～4h，压滤后得到转型滤液和磷酸镁渣；F.碱化除杂：往步骤E得到的转型滤液中加入无机碱调节溶液的pH为12～13，压滤后得到含锂净化液和氢氧化镁渣，氢氧化镁渣经乳化调浆后返回步骤E循环利用；G.纯碱沉锂：往步骤F得到的含锂净化液中加入计量碳酸钠溶液，在85～100℃下搅拌反应0.5～2h，然后经压滤、洗涤、干燥得到电池级碳酸锂。本专利技术的一种从磷酸亚铁锂废旧电池中回收锂制备电池级碳酸锂的方法，具体还可以是所述B步骤中的可溶性镁盐为氯化镁、硫酸镁、硝酸镁中的至少一种，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从磷酸亚铁锂废旧电池中回收锂制备电池级碳酸锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：A.电池拆解：将磷酸亚铁锂废旧电池通过放电、拆解、分选和粉碎工序分离出磷酸亚铁锂粉末；B.圆盘造粒：往磷酸亚铁锂粉末中加入质量百分比浓度为5％～15％的可溶性镁盐溶液，液固重量比为1:4～1:8，搅拌30～60min，然后进行圆盘造粒，粒径为5～20mm；C.高温焙烧：将B步骤中造粒后的物料在500～800℃下焙烧1～4h，焙烧过程中保持物料与空气充分接触；D.酸化浸出：往焙烧后的物料中加入计量无机酸，控制物料中的Li

【技术特征摘要】
1.一种从磷酸亚铁锂废旧电池中回收锂制备电池级碳酸锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：A.电池拆解：将磷酸亚铁锂废旧电池通过放电、拆解、分选和粉碎工序分离出磷酸亚铁锂粉末；B.圆盘造粒：往磷酸亚铁锂粉末中加入质量百分比浓度为5％～15％的可溶性镁盐溶液，液固重量比为1:4～1:8，搅拌30～60min，然后进行圆盘造粒，粒径为5～20mm；C.高温焙烧：将B步骤中造粒后的物料在500～800℃下焙烧1～4h，焙烧过程中保持物料与空气充分接触；D.酸化浸出：往焙烧后的物料中加入计量无机酸，控制物料中的Li+与无机酸中H+的摩尔比为0.6:1.5，在常温下搅拌浸出30～60min，控制物料的pH值为0.5～1.5，然后压滤得到含锂溶液和酸浸渣；E.深度转型：往步骤D得到的含锂溶液中加入计量的氢氧化镁粉末，控制含锂溶液中的PO43+与氢氧化镁的Mg2+的摩尔比为1:1.5～1:2，再用酸调节溶液的pH至中性，在50～100℃搅拌反应0.5～4h，压滤后得到转型滤液和磷酸镁渣；F.碱化除杂：往步骤E得到的转型滤液中加入无机碱调节溶液的pH值为12～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李良彬，白有仙，谢绍忠，高贵彦，章小明，刘超，彭爱平，李芳芳，刘明，
申请(专利权)人：江西赣锋锂业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36