铱氯桥二聚体的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种铱氯桥二聚体应用，回收废旧磷酸铁锂粉中的磷酸铁。本发明专利技术采用铱氯桥二聚体在光照下会产生单线态氧，与有机配体形成具有强光敏性的金属配合物，并选择性强化氧化磷酸铁锂材料，将其转化为难溶性磷酸铁沉淀，达到高效分离各组分和回收产品的目的。利用铱氯桥二聚体回收废旧磷酸铁锂粉中的磷酸铁回收率高于96％，同时回收废旧磷酸铁锂粉中的磷酸铁的纯度均高于98％。的磷酸铁的纯度均高于98％。的磷酸铁的纯度均高于98％。

【技术实现步骤摘要】
铱氯桥二聚体的应用


[0001]本专利技术涉及资源循环利用
，特别是涉及一种铱氯桥二聚体的应用。

技术介绍

[0002]磷酸铁锂作为一种新型锂离子电池正极材料，由于其安全性能好、循环性能优异以及使用寿命长等诸多优点而广泛应用在储能、通信基站、新能源汽车等领域。随着我国新能源汽车的快速发展和退役数量的逐年增长，回收退役磷酸铁锂电池已然成为一大现实问题。此外，磷酸铁锂电池富含磷酸铁，从回收市场和资源循环利用的角度出发，实现对废旧磷酸铁锂电池中磷酸铁的高值化回收具有一定的经济效益。然而，目前废旧磷酸铁锂动力电池的回收主要以湿法工艺为主，通过酸和氧化剂相结合方式，将预处理后的废旧磷酸铁锂活性材料中各组分转化为水溶性的Li盐和难溶性FePO4，从而实现各组分有效回收。但存在着酸碱消耗量大，回收产品收率和纯度低等问题。
[0003]例如传统采用低浓度的无机酸与废旧磷酸铁锂粉混合，并于高温和富氧下反应，转化成难溶的磷酸铁浸出渣和水溶性Li盐。该方法可实现Li
+
与FePO4分离并分别回收相应产品，但由于酸性体系下仍有部分Fe
3+
和PO
43
‑
溶出，后期余酸中和阶段会造成部分Li
+
的夹带损失，导致回收的Li2CO3收率和纯度偏低。此外还有通过使用废旧磷酸铁锂粉与三价铁盐、氧化剂混合反应，得到锂液和含磷酸铁和三价铁盐的浸出渣；锂液经过调节pH和加入碳酸盐，得到粗碳酸锂；含磷酸铁和三价铁盐的浸出渣经稀酸洗涤，回收磷酸铁和三价铁盐。虽然可实现Li和FePO4的分别回收，但操作繁琐，但组分分离不彻底，造成Li和FePO4的回收率低，产品纯度不高，以碳酸锂形式回收的锂的回收率最高仅为95.12％。

技术实现思路

[0004]基于此，为了提高废旧磷酸铁锂粉中的磷酸铁的产品纯度和收率，有必要提供一种铱氯桥二聚体的应用。
[0005]本专利技术提供一种铱氯桥二聚体的应用，所述铱氯桥二聚体应用于回收废旧磷酸铁锂粉中的磷酸铁。
[0006]在其中一个实施例中，所述铱氯桥二聚体的结构通式为：
[0007][0008]其中，R1与R2各自独立地选自各自独立地选自A选自如下任一所示的基团：其中：*表示连接或稠合位点，
[0009]X1～X4各自独立地选自H、F、Cl或Br，Y1每次出现，独立地选自N或CR3；R3每次出现，分别独立地选自：
‑
H、
‑
D或具有1至5个C原子的直链烷基。
[0010]在其中一个实施例中，所述铱氯桥二聚体的结构如式(1
‑
1)以及(1
‑
4)所示中的一种：
[0011][0012]在其中一个实施例中，所述废旧磷酸铁锂粉的化学元素组成以重量百分数计包括：2％～5％的锂、25％～35％的铁、15％～25％的磷、0.1％～0.5％的铝、0.01％～0.1％的铜、0.0001％～0.01％的锰、0.0001％～0.01％的钴、35％～42％的氧、5％～12％的碳、0.0001％～0.01％的镍以及0.0001％～0.01％的氟。
[0013]在其中一个实施例中，回收废旧磷酸铁锂粉中的磷酸铁的步骤包括：
[0014]S100：混合所述铱氯桥二聚体、第一有机溶剂、有机配体、水以及所述废旧磷酸铁锂粉，在可见光下照射，过滤，制备第一固体和第一溶液，
[0015]S110：混合第一固体和第二有机溶剂，过滤，制备第二固体以及第二溶液，
[0016]S120：混合所述第二固体、无机酸以及水，过滤，制备第三溶液，
[0017]S130：经pH调节剂调节所述第三溶液的pH值至1～2进行反应，过滤，回收滤渣。
[0018]在其中一个实施例中，回收废旧磷酸铁锂粉中的磷酸铁的步骤中，具备如下一个或多个特征：
[0019](1)所述有机配体选自咪唑类有机配体、喹啉类有机配体以及氨基酸有机配体中的一种或多种；
[0020](2)所述第一有机溶剂选自二氯甲烷、氯仿、甲醇、乙醇以及乙腈中的中的一种或多种；
[0021](3)步骤S100中，所述铱氯桥二聚体、所述有机配体以及所述废旧磷酸铁锂粉的物质的量的比为(0.6～1.5):(1.2～3.0):1，所述第一溶剂、水以及所述废旧磷酸铁锂粉的质量比为(1～3):(5～12):1；
[0022](4)可见光照射的条件包括：在5℃～40℃的温度下照射5h～20h；
[0023](5)所述第二有机溶剂选自二氯甲烷、氯仿、甲醇、乙醇、四氢呋喃以及乙腈中的一种或多种；
[0024](6)所述第二溶剂以及所述废旧磷酸铁锂粉的质量比为(2～8):1；
[0025](7)所述无机酸选自盐酸、硝酸、硫酸以及磷酸中的一种或多种；
[0026](8)步骤S120中，所述无机酸、水以及所述废旧磷酸铁锂粉的质量比为(1～3):(3～8):1；
[0027](9)所述pH调节剂选自浓氨水、碳酸铵以及碳酸氢铵中的一种或多种；
[0028](10)步骤S130中，反应时间为4小时～12小时，反应温度为40℃～100℃。
[0029]在其中一个实施例中，回收废旧磷酸铁锂粉中的磷酸铁的步骤中，具备如下一个或多个特征：
[0030](1)所述氨基酸类有机配体选自甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、脯氨酸、色氨酸、丝氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸以及组氨酸中的一种或多种；
[0031](2)所述咪唑类有机配体选自咪唑、苯并咪唑以及2
‑
乙基苯并咪唑中的一种或多种；
[0032](3)所述喹啉类有机配体选自四氢喹啉以及四氢异喹啉中的一种或多种；
[0033](4)可见光的波长范围为450nm～550nm。
[0034]在其中一个实施例中，回收废旧磷酸铁锂粉中的磷酸铁的步骤还包括回收氯化锂的步骤：
[0035]蒸发所述第一溶液，过滤，使用有机溶剂清洗滤渣，干燥。
[0036]在其中一个实施例中，回收废旧磷酸铁锂粉中的磷酸铁的步骤还包括回收所述铱氯桥二聚体的步骤：
[0037]混合所述第二溶液、强酸以及水，制备混合液，萃取所述混合液中的有机层溶液，蒸发有机层溶液；
[0038]其中所述强酸选自盐酸、硫酸、硝酸、甲酸、三氟乙酸以及三氟甲磺酸中的一种或多种。
[0039]在其中一个实施例中，回收所述铱氯桥二聚体的步骤中，具备如下至少一个特征：
[0040](1)所述混合液还包括金属氯化物，所述金属氯化物选自氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙以及氯化锌中的一种或多种；
[0041](2)所述废旧磷酸铁锂、所述强酸以及水的质量比为1:(0.5～5):(1～3)。
[0042]本专利技术采用铱氯桥二聚体在光照下会产生单线态氧，与有机配体形成具有强光敏性的金属配合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铱氯桥二聚体的应用，其特征在于，所述铱氯桥二聚体应用于回收废旧磷酸铁锂粉中的磷酸铁。2.如权利要求1所述的铱氯桥二聚体的应用，其特征在于，所述铱氯桥二聚体的结构通式为：其中，R1与R2各自独立地选自各自独立地选自A选自如下任一所示的基团：其中：*表示连接或稠合位点，X1～X4各自独立地选自H、F、Cl或Br，Y1每次出现，独立地选自N或CR3，R3每次出现，分别独立地选自：
‑
H、
‑
D或具有1至5个C原子的直链烷基。3.如权利要求2所述的铱氯桥二聚体的应用，其特征在于，所述铱氯桥二聚体的结构如式(1
‑
1)以及(1
‑
4)所示中的一种：
4.如权利要求1所述的铱氯桥二聚体的应用，其特征在于，所述废旧磷酸铁锂粉的化学元素组成以重量百分数计包括：2％～5％的锂、25％～35％的铁、15％～25％的磷、0.1％～0.5％的铝、0.01％～0.1％的铜、0.0001％～0.01％的锰、0.0001％～0.01％的钴、35％～42％的氧、5％～12％的碳、0.0001％～0.01％的镍以及0.0001％～0.01％的氟。5.如权利要求1～4任一项所述的铱氯桥二聚体的应用，其特征在于，回收废旧磷酸铁锂粉中的磷酸铁的步骤包括：S100：混合所述铱氯桥二聚体、第一有机溶剂、有机配体、水以及所述废旧磷酸铁锂粉，在可见光下照射，过滤，制备第一固体和第一溶液，S110：混合所述第一固体和第二有机溶剂，过滤，制备第二固体以及第二溶液，S120：混合所述第二固体、无机酸以及水，过滤，制备第三溶液，S130：经pH调节剂调节所述第三溶液的pH值至1～2进行反应，过滤，回收滤渣。6.如权利要求5所述的铱氯桥二聚体的应用，其特征在于，回收废旧磷酸铁锂粉中的磷酸铁的步骤中，具备以下一个或多个特征：(1)所述有机配体选自咪唑类有机配体、喹啉类有机配体以及氨基酸有机配体中的一种或多种；(2)所述第一有机溶剂选自二氯甲烷、氯仿、甲醇、乙醇以及乙腈中的中的一种或多种；(3)步骤S100中，所述铱氯桥二聚体、所述有机配体以及所述废旧磷酸铁锂粉的物质的量的比为(0.6～1.5):(1.2～3.0):1，所述第一溶剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：珠海中力新能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：