回收制备电池级磷酸铁的方法技术

本发明专利技术提供一种回收制备电池级磷酸铁的方法，包括步骤：(1)、将磷酸铁高含量正极废料粉末和水、酸进行混合，加热，搅拌，充分反应后，过滤，收集滤液，该滤液为浸出液；(2)、向浸出液中加入pH调节剂，调节pH为3.5～4.5，充分反应后，固液分离，收集滤液，滤液为富铁滤液；(3)、向富铁滤液中加入氧化剂，将Fe

【技术实现步骤摘要】
回收制备电池级磷酸铁的方法


[0001]本专利技术属于新能源电池正极材料
，具体涉及一种回收制备电池级磷酸铁的方法。

技术介绍

[0002]随着电动汽车以及各种电动交通工具的发展和升级，二次电池的使用量变得越来越大，大量的废旧二次电池如不能安全处置与利用，将会造成资源的浪费和严重的环境污染问题。因此，对废旧电池进行有效回收处理及再利用具有经济价值和社会效益双重意义。
[0003]其中，专利CN106684485B提出了酸浸法回收处理废旧磷酸铁锂正极材料的方法，是将废旧磷酸铁锂正极材料酸浸后，将滤液中的亚铁离子氧化成铁离子，再调节pH值为1.5～4，生成磷酸铁沉淀，过滤，洗涤，得到磷酸铁。但是该专利并未针对Al、Cu等杂质进行除杂，最终得到的是粗制的磷酸铁，含有较多杂质。。
[0004]专利CN110422831A提出一种从磷酸铁锂电池中回收磷酸铁的方法，将电池破碎，筛分和气流筛分，煅烧，酸浸，氧化，沉淀等步骤分离出磷酸铁，筛分这一步通过添加吸附剂吸附多余杂质，虽然可以去除磷酸铁锂粉料中大部分铝粉和铜粉，但是还会存在Al、Cu的残留问题，对回收的磷酸铁品质造成影响。
[0005]专利CN111646447B提出了一种从磷酸铁锂电池提锂后的铁磷渣中回收磷酸铁的方法，该专利是将磷酸铁锂电池提锂后的铁磷渣与水混合调浆后，酸浸，液固分离，获得含铁磷离子的浸出液，再经过加铁置换除铜、树脂除铝后得到净化液，氧化，调节pH，获得磷酸铁前驱体沉淀，经过后处理，得到电池级磷酸铁前驱体产品。该专利需要对Al、Cu分别进行去除，且需要额外加入离子交换树脂作为吸附剂，导致工艺流程复杂，成本增加。
[0006]因此，目前的回收制备磷酸铁的方法存在除杂不彻底或者回收工艺流程复杂、成本较高的问题。

技术实现思路

[0007]为此，本专利技术提供一种除杂效果好，回收工艺流程简单、生产成本低的回收制备电池级磷酸铁的方法。
[0008]该方法包括如下步骤：(1)、将磷酸铁高含量正极废料粉末和水、酸进行混合，加热，搅拌，充分反应后，过滤，收集滤液，该滤液为浸出液。(2)、向所述浸出液中加入pH调节剂，调节pH为3.5～4.5，充分反应后，固液分离，收集滤液，所述滤液为富铁滤液。(3)、向所述富铁滤液中加入氧化剂，将Fe
2+
氧化为Fe
3+
，形成磷酸铁沉淀，充分反应得到磷酸铁浆料。(4)、将所述磷酸铁浆料过滤，收集滤饼，将所述滤饼打浆进行多次水洗后，得到磷酸铁滤饼。(5)、将所述磷酸铁滤饼加纯水打浆，加入磷酸，加热，保温搅拌反应至浆料变白，变白后继续反应一段时间，得到二水磷酸铁浆料。(6)、将所述二水磷酸铁浆料过滤，收集滤饼进行水洗、烘干、煅烧，得到电池级无水磷酸铁。
[0009]优选地，所述步骤(1)中，用于浸出的酸为硫酸、盐酸、硝酸、乙酸的一种或多种的
混合，所述磷酸铁高含量正极废料粉末和水进行混合的固液比为1:2～5，所述酸的用量为所述磷酸铁高含量正极废料粉末的20～100wt％。
[0010]优选地，所述步骤(1)中，加热至70～100℃，保温搅拌反应1～2h。
[0011]优选地，所述步骤(1)中，所述磷酸铁高含量正极废料粉末为磷酸铁锂粉末、磷酸锰铁锂粉末或磷酸铁钠粉末。
[0012]优选地，所述步骤(2)中，所述pH调节剂为氢氧化钠溶液、氨水、氢氧化钾溶液中的一种。
[0013]优选地，所述步骤(3)中，所述氧化剂为过氧化氢、碳酸胍、硝酸胍、过氧乙酸中的一种。
[0014]优选地，所述步骤(3)中，无需进行pH调节，反应结束后，溶液pH即为1.8～2.5。
[0015]优选地，是从磷酸铁锂粉末中回收制备所述电池级磷酸铁，所述步骤(4)中，将所述磷酸铁浆料过滤，除收集所述滤饼外，还收集滤液，该滤液为富锂滤液，用于提锂。
[0016]优选地，所述步骤(4)中，所述滤饼进行多次水洗的过程中，收集洗涤所述滤饼的滤液，并与所述富锂滤液混合，用于提锂。
[0017]优选地，所述步骤(5)中，所述加纯水打浆的打浆固含量为5％～20％，加热至85～100℃，保温搅拌反应1～2h。
[0018]本专利技术在回收磷酸铁的过程中，将pH调至3.5～4.5进行一步除杂，后面将2价铁氧化成3价时，无需再加pH调节剂，氧化完成后，即处于pH为1.8～2.5磷酸铁的最佳环境。可以避免在除杂的过程中损失铁磷的同时，节省pH调节剂，并且工艺流程简单，成本较低。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例中的工艺流程示意图。
具体实施方式
[0020]下面通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0021]本专利技术提供的回收制备电池级磷酸铁的方法，适用于磷酸铁为高含量的电池正极废料的回收处理，例如磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、磷酸铁钠等正极材料的回收处理。该方法包括如下步骤：步骤(1)、将磷酸铁高含量正极废料粉末和水、酸进行混合，加热，搅拌，充分反应后，过滤，收集滤液，该滤液为浸出液。
[0022]其中，步骤(1)中，用于浸出的酸为硫酸、盐酸、硝酸、乙酸的一种或多种的混合，所述磷酸铁高含量正极废料粉末和水进行混合的固液比为1：2～5，所述酸的用量为所述磷酸铁高含量正极废料粉末的20～100wt％。加热至70～100℃，保温搅拌反应1～2h。
[0023]所述磷酸铁高含量正极废料粉末为磷酸铁锂粉末、磷酸锰铁锂粉末或磷酸铁钠粉末。
[0024]步骤(2)、向所述浸出液中加入pH调节剂，调节pH为3.5～4.5，充分反应后，固液分离，收集滤液，所述滤液为富铁滤液。
[0025]所述PH调节剂为氢氧化钠溶液、氨水、氢氧化钾溶液中的一种。常温搅拌反应1h。
[0026]此过程中，Al、Cu等杂质形成磷酸盐和氢氧化物沉淀，滤液中几乎不含杂质。
[0027]步骤(3)、向所述富铁滤液中加入氧化剂，将Fe
2+
氧化为Fe
3+
，形成磷酸铁沉淀，充分反应得到磷酸铁浆料。
[0028]所述氧化剂为过氧化氢、碳酸胍、硝酸胍、过氧乙酸中的一种。
[0029]步骤(3)中无需进行pH调节，反应结束后，溶液pH即为1.8～2.5。
[0030]步骤(4)、将所述磷酸铁浆料过滤，收集滤饼，将所述磷酸铁滤饼打浆进行多次水洗后，得到磷酸铁滤饼。
[0031]若是从磷酸铁锂粉末中回收制备所述电池级磷酸铁，所述步骤(4)中将所述磷酸铁浆料过滤，除收集所述滤饼外，还收集滤液，该滤液为富锂滤液，用于提锂。
[0032]所述滤饼进行多次水洗的过程中，若是从磷酸铁锂粉末中回收制备所述电池级磷酸铁，收集洗涤所述滤饼的滤液，并与所述富锂滤液混合，用于提锂。水洗的次数可以为2～5次。
[0033]步骤(5)、将所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种回收制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)、将磷酸铁高含量正极废料粉末和水、酸进行混合，加热，搅拌，充分反应后，过滤，收集滤液，该滤液为浸出液；(2)、向所述浸出液中加入pH调节剂，调节pH为3.5～4.5，充分反应后，固液分离，收集滤液，所述滤液为富铁滤液；(3)、向所述富铁滤液中加入氧化剂，将Fe
2+
氧化为Fe
3+
，形成磷酸铁沉淀，充分反应得到磷酸铁浆料；(4)、将所述磷酸铁浆料过滤，收集滤饼，将所述滤饼打浆进行多次水洗，得到磷酸铁滤饼；(5)、将所述磷酸铁滤饼加纯水打浆，加入磷酸，加热，保温搅拌反应至浆料变白，变白后继续反应一段时间，得到二水磷酸铁浆料；(6)、将所述二水磷酸铁浆料过滤，收集滤饼进行水洗、烘干、煅烧，得到电池级无水磷酸铁。2.根据权利要求1所述的回收制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，用于浸出的酸为硫酸、盐酸、硝酸、乙酸的一种或多种的混合，所述磷酸铁高含量正极废料粉末和水进行混合的固液比为1:2～5所述酸的用量为所述磷酸铁高含量正极废料粉末的20～100wt％。3.根据权利要求1所述的回收制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，加热至70～100℃，保温搅拌反应1～2h。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：张岩岩，岳海峰，王曼，陈永昌，郭欢，王杰，
申请(专利权)人：锂源深圳科学研究有限公司，
类型：发明
国别省市：