一种回收废旧磷酸钒锂的方法技术

一种回收废旧磷酸钒锂的方法，包括以下步骤：步骤一、将废旧磷酸钒锂在通入空气的炉中于300‑600℃条件下氧化0.5‑3h，氧化后按照1:10‑1:3的固液比加入水，得到第一浆料；步骤二、向步骤一所得的第一浆料中加入钙盐，然后过滤得到含锂化合物的溶液、含钒和磷酸钙的滤渣；步骤三、向含钒和磷酸钙的滤渣中按照固液比为1:7‑1:2加入水制成第二浆料；步骤四、向步骤三所得的第二浆料中加入碳酸钠或氢氧化钠，使溶液的pH值上升至12.6‑14.0，然后过滤即得正钒酸钠溶液和磷酸钙滤渣，将正钒酸钠溶液浓缩结晶得到正钒酸钠晶体。该回收方法较为简单，可将磷酸钒锂电池正极材料中的磷酸钒锂粉末回收得到含锂化合物的溶液和纯度较高的正钒酸钠晶体，防止了废旧磷酸钒锂粉末对环境造成污染。

A method for recovering waste lithium vanadium phosphate

A method for recovering waste lithium vanadium phosphate includes the following steps: step 1: oxidation of waste lithium vanadium phosphate in an air furnace at 300 600 C for 0.5 3 h, and adding water at a solid-liquid ratio of 1:10 1:3 after oxidation to obtain the first slurry; step 2: adding calcium salt to the first slurry obtained in step 1 After filtration, the solution containing lithium compounds, the filter residue containing vanadium and calcium phosphate are obtained; Step 3, the second slurry is prepared by adding water to the filter residue containing vanadium and calcium phosphate according to the solid-liquid ratio of 1:7 to 1:2; Step 4, adding sodium carbonate or sodium hydroxide to the second slurry obtained in step 3, the pH value of the solution rises to 12.6 to 14.0, of course. Sodium orthovanadate solution and calcium phosphate filter residue were obtained after filtration. Sodium orthovanadate solution was concentrated and crystallized to obtain sodium orthovanadate crystal. The recovery method is simple. Lithium vanadium phosphate powder in the cathode material of lithium vanadium phosphate batteries can be recovered to obtain solution containing lithium compounds and sodium vanadium crystal with high purity, thus preventing environmental pollution caused by waste lithium vanadium phosphate powder.

【技术实现步骤摘要】
一种回收废旧磷酸钒锂的方法
本专利技术涉及废旧电池回收领域，特别涉及到一种回收废旧磷酸钒锂的方法。
技术介绍
在通讯和数码产品等领域，锂离子电池以其优异性能获得越来越广泛的应用，其产量不断增大。与磷酸铁锂相比，磷酸钒锂因其具有比容量高、比能量高、大电流放电好特别是低温放电性能好的优点，成为动力锂离子电池正极材料的新希望。虽然磷酸钒锂电池和传统电池相比不含汞、镉、铅等毒害大的重金属元素，其正负极材料和电解液会危害环境和人体健康，应当将其进行回收利用。申请号为“2011102223937”的中国专利公开了一种从电动汽车用磷酸钒锂动力电池中回收钒的方法，该方法包括以下步骤：1）拆解磷酸钒锂动力电池得到正极材料并粉碎、筛分，得到粉料；2）在粉料中加入钠的离子化合物，充分混合后焙烧；3）将焙烧后的物料用溶剂浸出，过滤得到浸出液和滤渣；4）浸出液中加钙的离子化合物，调节浸出液的pH值为9～11，搅拌混合，沉淀析出钒酸钙，过滤得到滤液和滤渣；5）洗涤步骤4）中得到的滤渣，再加入到钠盐溶液中，搅拌并往溶液中通入二氧化碳，过滤得到滤液和固体不溶物；6）往步骤5）中得到的滤液中加入可溶性氟盐，沉淀，过滤得到滤液；7）向步骤6）得到的滤液中加入铵盐，调节pH值为8～9，得到偏钒酸铵沉淀；8）煅烧步骤7）中得到的偏钒酸铵得到五氧化二钒。该专利可最终回收得到五氧化二钒，为了提高纯度，生产工艺十分复杂，需要控制的参数较为严苛，成本较高，而废物回收领域生产成本的控制十分重要，因此以上方案较难进行实际应用。正钒酸钠呈浅白色透明针状或六角棱状晶体，在空气中易风化，失水后呈白色，可用于工业气体的脱硫脱碳、缓蚀剂、制药工业、照相业、墨水的制造印染和植物的接种等多种用途，消耗量非常巨大，如能将废旧磷酸钒锂电池正极材料中的磷酸钒锂回收为正钒酸钠，不仅减少了资源浪费，而且还保护了环境，而截止日前还未发现有关于由废旧磷酸钒锂回收得到正钒酸钠的报道。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种回收废旧磷酸钒锂的方法，通过该方法回收得到含锂化合物的溶液和纯度较高的正钒酸钠晶体，有效实现了废旧资源的再利用。为了解决上述问题，采用以下技术方案：一种回收废旧磷酸钒锂的方法，包括以下步骤：步骤一、将废旧磷酸钒锂在通入空气的炉中于300-600℃条件下氧化0.5-3h，氧化后按照1:10-1:3的固液比加入水，得到第一浆料；步骤二、向步骤一所得的第一浆料中加入钙盐，然后过滤得到含锂化合物的溶液、含钒和磷酸钙的滤渣；步骤三、向步骤二所得的含钒和磷酸钙的滤渣中按照固液比为1:7-1:2加入水制成第二浆料；步骤四、向步骤三所得的第二浆料中加入碳酸钠或氢氧化钠，使溶液的pH值上升至12.6-14.0，然后过滤即得正钒酸钠溶液和磷酸钙滤渣，将正钒酸钠溶液浓缩结晶得到正钒酸钠晶体。优选地，在步骤二得到含锂化合物的溶液以后，继续加入氢氧化钠调节溶液的pH为10，然后过滤，将过滤得到的滤液与碳酸钠充分反应并蒸发浓缩即得碳酸锂。碳酸锂的用途较为广泛，可用于制取各种锂的化合物、金属锂及其同位素，并在半导体、陶瓷、电视、医药和原子能工业中也有应用。所述废旧磷酸钒锂由以下方法得到：将废旧磷酸钒锂电池拆解得到正极材料，然后经粉碎、筛分即得。其中，步骤二中所述钙盐选自氯化钙或硫酸钙中的一种或两种的混合物。优选地，步骤二中所述钙盐中钙离子和所述第一浆料中磷酸根离子的摩尔比为1.6-1.8。优选地，步骤三中含钒和磷酸钙的滤渣和水之间的固液比为1:5。和现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：工艺较为简单，可将废旧磷酸钒锂回收得到含锂化合物的溶液和正钒酸钠晶体。含锂化合物的溶液可用于制备各类锂化合物，例如向含锂化合物的溶液中加入氢氧化钠，然后过滤，将过滤得到的滤液与碳酸钠充分反应并蒸发浓缩得到碳酸锂，碳酸锂的用途较为广泛，可用于制取各种锂的化合物、金属锂及其同位素，并在半导体、陶瓷、电视、医药和原子能工业中也有应用；正钒酸钠晶体可用于工业气体的脱硫脱碳、缓蚀剂、制药工业、照相业、墨水的制造印染和植物的接种等。本专利技术中所述的回收废旧磷酸钒锂的方法可将磷酸钒锂电池正极材料中的磷酸钒锂粉末回收得到含锂化合物的溶液和纯度较高的正钒酸钠晶体，实现了废旧资源的再利用，减轻了环境污染，具有极为广阔的应用前景。具体实施方式下面给出实施例以对本专利技术进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本专利技术进行进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，该领域的普通技术人员根据该实施例对本专利技术所做出的一些非本质的改进或调整仍属于本专利技术的保护范围。实施例1一种回收废旧磷酸钒锂的方法，包括以下步骤：步骤一、将1kg废旧磷酸钒锂在通入空气的炉中于300℃条件下氧化3h，将氧化后的粉末置于容器中，向容器中加入3L的水，得到第一浆料；步骤二、向步骤一所得的第一浆料中加入二水氯化钙1.5kg，不断搅拌反应1h后过滤，得含锂化合物的溶液600ml、含钒和磷酸钙的滤渣，通过火焰原子吸收光谱法测试含锂化合物的溶液中锂的含量，结果为8.3g/L，由此可计算得到含锂化合物的溶液中锂的质量为4.98g；步骤三、向步骤二所得的含钒和磷酸钙的滤渣中按照固液比为1:3加入水制成第二浆料；步骤四、向步骤三所得的第二浆料中加入氢氧化钠固体，使溶液的pH值上升至13.0，然后过滤即得正钒酸钠溶液和磷酸钙滤渣，将正钒酸钠溶液浓缩结晶得到正钒酸钠晶体，将正钒酸钠溶液浓缩结晶得到正钒酸钠晶体，该正钒酸钠晶体的纯度为99.6%。实施例2一种回收废旧磷酸钒锂的方法，包括以下步骤：步骤一、将1kg废旧磷酸钒锂在通入空气的炉中于600℃条件下氧化0.5h，将氧化后的粉末置于容器中，向容器中加入3L的水，得到第一浆料；步骤二、向步骤一所得的第一浆料中加入二水氯化钙1.5kg，不断搅拌反应1h后过滤，得含锂化合物的溶液600ml、含钒和磷酸钙的滤渣，通过火焰原子吸收光谱法测试含锂化合物的溶液中锂的含量，结果为8.3g/L，由此可计算得到含锂化合物的溶液中锂的质量为4.98g；步骤三、向步骤二所得的含钒和磷酸钙的滤渣中按照固液比为1:5加入水制成第二浆料；步骤四、向步骤三所得的第二浆料中加入氢氧化钠固体，使溶液的pH值上升至12.6，然后过滤即得正钒酸钠溶液和磷酸钙滤渣，将正钒酸钠溶液浓缩结晶得到正钒酸钠晶体，将正钒酸钠溶液浓缩结晶得到正钒酸钠晶体，该正钒酸钠晶体的纯度为99.4%。实施例3一种回收废旧磷酸钒锂的方法，包括以下步骤：步骤一、将1kg废旧磷酸钒锂在通入空气的炉中于400℃条件下氧化1h，将氧化后的粉末置于容器中，向容器中加入3L的水，得到第一浆料；步骤二、向步骤一所得的第一浆料中加入二水氯化钙1.5kg，不断搅拌反应1h后过滤，得含锂化合物的溶液600ml、含钒和磷酸钙的滤渣，通过火焰原子吸收光谱法测试含锂化合物的溶液中锂的含量，结果为8.4g/L，由此可计算得到含锂化合物的溶液中锂的质量为5.04g；步骤三、向步骤二所得的含钒和磷酸钙的滤渣中按照固液比为1:10加入水制成第二浆料；步骤四、向步骤三所得的第二浆料中加入氢氧化钠固体，使溶液的pH值上升至14.0，然后过滤即得正钒酸钠溶液和磷酸钙滤渣，将正钒酸钠溶液浓缩结晶得到正钒酸钠晶体，将正本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种回收废旧磷酸钒锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将废旧磷酸钒锂在通入空气的炉中于300‑600℃条件下氧化0.5‑3h，氧化后按照1:10‑1:3的固液比加入水，得到第一浆料；步骤二、向步骤一所得的第一浆料中加入钙盐，然后过滤得到含锂化合物的溶液、含钒和磷酸钙的滤渣；步骤三、向步骤二所得的含钒和磷酸钙的滤渣中按照固液比为1:7‑1:2加入水制成第二浆料；步骤四、向步骤三所得的第二浆料中加入碳酸钠或氢氧化钠，使溶液的pH值上升至12.6‑14.0，然后过滤即得正钒酸钠溶液和磷酸钙滤渣，将正钒酸钠溶液浓缩结晶得到正钒酸钠晶体。

【技术特征摘要】
1.一种回收废旧磷酸钒锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将废旧磷酸钒锂在通入空气的炉中于300-600℃条件下氧化0.5-3h，氧化后按照1:10-1:3的固液比加入水，得到第一浆料；步骤二、向步骤一所得的第一浆料中加入钙盐，然后过滤得到含锂化合物的溶液、含钒和磷酸钙的滤渣；步骤三、向步骤二所得的含钒和磷酸钙的滤渣中按照固液比为1:7-1:2加入水制成第二浆料；步骤四、向步骤三所得的第二浆料中加入碳酸钠或氢氧化钠，使溶液的pH值上升至12.6-14.0，然后过滤即得正钒酸钠溶液和磷酸钙滤渣，将正钒酸钠溶液浓缩结晶得...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜群轩，颜群湘，肖绍辉，
申请(专利权)人：湖南金凯循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43