一种废磷酸铁锂新型氧化浸锂的方法技术

本发明专利技术公开了一种废磷酸铁锂新型氧化浸锂的方法，具体操作如下：首先用硫酸溶解搅拌磷酸铁锂粉末，分离出炭黑和PVDF，得到含锂滤液实现锂的浸出；接着加入氧化剂羟基氧化锰将滤液中二价铁氧化成三价铁，过滤出多余的氧化剂，滤液中加入氢氧化钠调节pH沉淀回收磷酸铁，分离后的滤液中继续加入氢氧化钠调节pH值，并曝气氧化，得到羟基氧化锰实现循环利用；分离羟基氧化锰后的滤液蒸发浓缩，加碳酸钠沉淀回收得到碳酸锂；本发明专利技术开出一种可循环利用的氧化剂改进现有的废磷酸铁锂湿法浸出工艺，该工艺不需要双氧水，绿色环保，解决现有工艺中的含磷渣处理难题，回收得到磷酸铁和碳酸锂。锂。锂。

【技术实现步骤摘要】
一种废磷酸铁锂新型氧化浸锂的方法


[0001]本专利技术涉及报废锂离子电池回收
，具体涉及一种废磷酸铁锂新型氧化浸锂的方法。

技术介绍

[0002]随着全球对环境的重视程度的不断增强，新能源汽车的趋势将迎来一个迸发式的增长，就中国而言，2021年前半年的新能源汽车渗透率首破10％大关，提前完成国家给定目标。在新能源汽车中，磷酸铁锂电池优越的性能很好的符合了新能源电动车的要求，尤其是刀片电池现世，磷酸铁锂电池安全性和性价比被各大车企广为看好，逐渐有了赶超三元电池的趋势。需求的不断增强，随之而来的便是报废回收问题，目前三元电池的回收工艺已经逐渐成熟，而之前不被看好的磷酸铁锂电池回收仍然处于一个初期阶段。面对这一块亟待开发的大蛋糕，社会上热议与市场关注迟早会聚焦在其之上。
[0003]废旧磷酸铁锂电池的回收工艺有干法冶金回收工艺、湿法冶金回收工艺、生物冶金回收工艺、干湿冶金联合回收工艺、修复再利用技术等。目前，磷酸铁锂正极材料的回收以湿法回收为主，湿法回收是按照溶解
‑
沉淀的工艺路线，将正极材料粉末用碱或酸进行选择性浸出，后浸出液浓缩经化学沉淀或萃取的方式对其进行回收。湿法冶金回收工艺工艺流程较长但其能耗相对较低且回收率较高，硫酸
‑
双氧水选择性浸出锂是目前比较成熟的磷酸铁锂正极材料回收工艺，但双氧水的消耗会使回收成本上升，同时选择性浸出锂没有对磷和铁进行回收，含磷渣同时会对环境造成一定的损害。
[0004]专利技术专利CN106848473B(一种废旧磷酸铁锂电池中锂的选择性回收方法)提供了一种废旧磷酸铁锂电池中锂的选择性回收方法,该方法将粉料在氧化性条件/介质中氧化处理,从而将二价铁转换为三价铁,氧化处理同时调整pH值,在氢氧化铁稳定区选择性浸出锂元素,进一步处理得到高纯碳酸锂；该工艺简化了废电池回收工艺,所得浸出液杂质含量低,因此不需要额外的浸出液净化工艺,该工艺简单,成本低。但其氧化剂的使用增加了电池回收的成本，锂的浸出率较低，没有涉及到磷与铁的回收。专利技术专利CN112331949A(从废旧磷酸铁锂电池中回收磷、铁和锂的方法)将碱溶除铝后磷酸铁锂粉末加入硫酸和双氧水的混合溶液中,加热浸出,得到酸浸液；调节酸浸液的pH值,得到粗制磷酸铁；将粗制磷酸铁溶解、沉淀、煅烧,得到电池级磷酸铁；将含锂滤液蒸发浓缩后加入碱溶液,得到碳酸锂沉淀,得到电池级碳酸锂。该方法工艺流程短、反应体系简单，无含铁废渣和含磷废水的产生。其酸碱耗量过大，酸碱废液对环境压力过大，双氧水的加入虽然减少了酸的用量，但不能循环利用。CN113234929A(从废弃磷酸铁锂电池中回收锂的方法及产物)将固相氧化剂、磷酸铁锂粉末在高能冲击反应机内反应设定的时间,得到充分反应的磷酸铁锂粉末；冲洗,得到磷酸铁锂粉末的悬浊液；真空抽滤分离,得到黑色固体粉末和锂母液；回收锂母液中的锂化合物；锂回收后的沉淀液经过蒸发结晶处理后,回收副产物。该产物包括磷酸铁、磷酸锂和硫酸钠。其能够避免设备腐蚀的问题,并减少废水、废液造成的环境污染问题。但其氧化剂的使用不能循环利用增加了电池回收的成本，且回收得到的产品纯度不高。
[0005]因此，本
需要一种成本经济，回收利用率高且环保节能的废磷酸铁锂新型氧化浸锂的方法。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种成本经济，回收利用率高且环保节能的废磷酸铁锂新型氧化浸锂的方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种废磷酸铁锂新型氧化浸锂的方法，采用氧化剂循环工艺路线，在氧化浸出锂的同时，被还原的氧化剂被空气或氧气活化后重新用于磷酸铁锂的氧化浸锂，包括如下步骤：
[0009]步骤S1、将废磷酸铁锂粉末、浓硫酸及纯水按一定比例调成浆料反应一定时间后，过滤得到含锂离子、亚铁离子和磷酸根的滤液a和含有炭黑和PVDF的滤渣a；
[0010]步骤S2、将步骤S1的滤液a加入氧化剂羟基氧化锰，pH控制在0～1之间，沉淀过滤得到含多余氧化剂的滤渣和含有锂离子、Ⅲ价铁离子、Ⅱ价锰离子和磷酸根的滤液b；
[0011]步骤S3、将步骤S1的滤渣a洗涤过滤，洗涤液中含有锂离子，该洗涤液循环回到步骤S1的浆料配置；
[0012]步骤S4、将步骤S2的滤液b添加氢氧化钠溶液，调节pH形成磷酸铁沉淀，过滤分离出含锂离子和锰离子的滤液d和磷酸铁滤渣；
[0013]步骤S5、在步骤S4的滤液d中继续加入氢氧化钠调节pH，生产氢氧化锰沉淀，曝气氧化形成羟基氧化锰，过滤得到羟基氧化锰渣和含锂滤液e，羟基氧化锰渣清洗后循环回用到步骤S2；
[0014]步骤S6、将步骤S5的滤液e加热浓缩，趁热加入碳酸钠沉锂，过滤洗涤得到碳酸锂。
[0015]进一步的，步骤S1中废磷酸铁锂粉末的粒径为60～150目，其中含铁30～35wt.％、锂3.5～4.5wt.％、磷18～23wt.％。
[0016]再进一步的，步骤S1中废磷酸铁锂粉末中还含有钠、镁、镍、铝、钙、钴、锰。
[0017]再进一步的，在步骤S1中废磷酸铁锂粉与浓硫酸的重量比为5：3，废磷酸铁锂粉与水的比例范围为1：3～1：5，反应时间范围为1～5小时，滤液pH控制在0.3～0.8范围内，由此实现的技术效果为：磷、铁、锂的浸出率均能够达到97％。
[0018]再进一步的，在步骤S2的氧化剂羟基氧化锰中，磷酸铁锂摩尔比1～1.2，温度30℃～60℃，时间2～5小时；将滤液中二价铁氧化成三价铁。
[0019]再进一步的，在步骤S4中加入氢氧化钠调节pH到1.9～2.2；沉淀回收磷酸铁，由此实现的技术效果为：磷酸铁回收率能够达到90％左右。
[0020]更进一步的，步骤S5中继续加入氢氧化钠调节pH到9～11，时间1～3小时，曝气的气源为空气或氧气，曝气后的产物为羟基氧化锰，用以作为循环使用的氧化剂。
[0021]更进一步的，步骤S6中沉锂反应温度为100℃，反应时间为1～3h，搅拌速度为200～300rpm，由此实现的技术效果为：锂的回收率能够达到90％左右。
[0022]本专利技术使用一种新型氧化剂从废旧磷酸铁锂粉末中绿色经济环保回收制备碳酸锂、磷酸铁；硫酸溶解实现磷酸铁锂的浸出；接着加入氧化剂羟基氧化锰将二价铁氧化成三价铁，过滤除杂；后加入氢氧化钠调节pH沉淀回收磷酸铁，继续加入氢氧化钠曝气氧化沉淀
得到羟基氧化锰实现氧化剂的循环利用；最后蒸发浓缩加碳酸钠沉淀回收得到电池级碳酸锂；本专利技术采用高效可循环使用的氧化剂，改进现有的废磷酸铁锂硫酸
‑
双氧水湿法浸出工艺。绿色环保且成本低，解决现有工艺中的含磷渣处理难题，可运用于大范围工业生产。
附图说明
[0023]为了更为清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废磷酸铁锂新型氧化浸锂的方法，其特征在于，采用氧化剂循环工艺路线，在氧化浸出锂的同时，被还原的氧化剂被空气或氧气活化后重新用于磷酸铁锂的氧化浸锂，包括如下步骤：步骤S1、将废磷酸铁锂粉末、浓硫酸及纯水按一定比例调成浆料反应一定时间后，过滤得到含锂离子、亚铁离子和磷酸根的滤液a和含有炭黑和PVDF的滤渣a；步骤S2、将步骤S1的滤液a加入氧化剂羟基氧化锰，pH控制在0～1之间，沉淀过滤得到含多余氧化剂的滤渣和含有锂离子、Ⅲ价铁离子、Ⅱ价锰离子和磷酸根的滤液b；步骤S3、将步骤S1的滤渣a洗涤过滤，洗涤液中含有锂离子，该洗涤液循环回到步骤S1的浆料配置；步骤S4、将步骤S2的滤液b添加氢氧化钠溶液，调节pH形成磷酸铁沉淀，过滤分离出含锂离子和锰离子的滤液d和磷酸铁滤渣；步骤S5、在步骤S4的滤液d中继续加入氢氧化钠调节pH，生产氢氧化锰沉淀，曝气氧化形成羟基氧化锰，过滤得到羟基氧化锰渣和含锂滤液e，羟基氧化锰渣清洗后循环回用到步骤S2；步骤S6、将步骤S5的滤液e加热浓缩，趁热加入碳酸钠沉锂，过滤洗涤得到碳酸锂。2.根据权利要求1所述的废磷酸铁锂新型氧化浸锂的方法，其特征在于,步骤S1中废磷酸铁锂粉末的粒径为60～150目，其中含铁30～35wt.％、锂3....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘慧勇，旷戈，金文骏，
申请(专利权)人：苏州磐熠科技有限公司，
类型：发明
国别省市：