一种磷酸铁锂废料制备磷酸铁的方法技术

本发明专利技术公开了一种磷酸铁锂废料制备磷酸铁的方法，涉及电池技术领域；该方法包括以下步骤：S1、将磷酸铁锂废料采用氧化剂和混酸酸浸，制得酸浸渣；S2、再将酸浸渣和磷酸溶液混合，固液分离，收集液相；S3、将所述液相、磷酸铁、添加剂和水混合后晶化；晶化完成后固液分离，收集固相；S4、将固相煅烧。本发明专利技术的方法采用柠檬酸和硫酸混酸体系将废料中的锂浸出；而磷酸铁在低酸度条件下溶解度较小，从而实现了磷酸铁锂废料的初步除杂；再将酸浸渣与磷酸溶液混合使铁浸出，实现铁的回收；而在晶化过程中加入添加剂，能更好地控制磷酸铁的再生。能更好地控制磷酸铁的再生。

【技术实现步骤摘要】
一种磷酸铁锂废料制备磷酸铁的方法


[0001]本专利技术属于电池
，具体是一种磷酸铁锂废料制备磷酸铁的方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池在手机、电脑、新能源汽车和储能站等行业中应用较为广泛。磷酸铁锂锂离子电池由于安全性高，热稳定性好，价格低廉和污染小的优势倍受推崇。在磷酸铁锂被广泛应用的同时，大量的磷酸铁锂电池被报废淘汰，磷酸铁锂电池废料的数量飞速增长。
[0003]常用的磷酸铁锂废料回收再利用工艺可分为固相法、液相法、电化学法、生物分解法等。其中，固相法再生得到的电极材料电化学性能较差且能耗较高。电化学法以及生物分解法回收效率较低，不利于大规模工业化应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种磷酸铁锂废料制备磷酸铁的方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题和缺陷的至少一个方面。
[0005]具体如下，本专利技术提供了一种磷酸铁锂废料制备磷酸铁的方法，包括以下步骤：
[0006]S1、将磷酸铁锂废料采用氧化剂和混酸酸浸，制得酸浸渣；
[0007]S2、再将酸浸渣和磷酸溶液混合，固液分离，收集液相；
[0008]S3、将所述液相、磷酸铁、添加剂和水混合后晶化；晶化完成后固液分离，收集固相；
[0009]S4、将步骤S3所得固相煅烧；
[0010]所述混酸为硫酸和柠檬酸混合溶液；
[0011]所述添加剂包括以下制备原料：
[0012]丙烯酸丁酯10份、40份～50份邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯、40份～50份甲基丙烯酸羟乙酯、50份～70份乙酸乙酯和0.1份～5份过氧化苯甲酰。
[0013]根据本专利技术方法技术方案中的一种技术方案，至少具备如下有益效果：
[0014]本专利技术的方法采用柠檬酸和硫酸混酸体系将废料中锂浸出；而磷酸铁在低酸度条件下溶解度较小，从而实现了磷酸铁锂废料的初步除杂；
[0015]再将酸浸渣与磷酸溶液混合使铁浸出，实现铁的回收；而在晶化过程中加入添加剂，该添加剂具有羟基基团的亲水基团和含有苯环的疏水基团，并由连接基团通过化学键连接起来，疏水基团可吸附在粒子表面，亲水基团则溶于分散介质中，具有空间阻碍效应，从而更好地分散反应物，更好地控制磷酸铁的再生。
[0016]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S1中酸浸的温度为80℃～90℃。
[0017]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S1中酸浸的pH为1～2。
[0018]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S1中酸浸的时间为1h～2h。
[0019]根据本专利技术的一些实施方式，所述混酸中硫酸和柠檬酸的摩尔比为10：1～2。
[0020]根据本专利技术的一些实施方式，所述磷酸铁锂废料和混酸的质量体积比为1g：100mL
～200mL。
[0021]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S1中所述氧化剂为氯酸盐、次氯酸盐、过氧化物、过硫酸盐和臭氧中的至少一种。
[0022]根据本专利技术的一些实施方式，所述氯酸盐为氯酸钠和氯酸钾中的至少一种。
[0023]根据本专利技术的一些实施方式，所述次氯酸盐为次氯酸钠和次氯酸钾中的至少一种。
[0024]根据本专利技术的一些实施方式，所述过氧化物为过氧化氢。
[0025]根据本专利技术的一些实施方式，所述过硫酸盐为过硫酸钾或过硫酸钠中的至少一种。
[0026]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S2中所述磷酸溶液的摩尔浓度为3mol/L～6mol/L。
[0027]根据本专利技术的一些实施方式，所述磷酸溶液和所述酸浸渣的液固比为5mL～10mL：1g。
[0028]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S2中所述混合的速度为300rpm～500rpm。
[0029]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S2中所述混合的温度为70℃～95℃。
[0030]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S2中所述混合的时间为1h～2h。
[0031]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S3中所述添加剂和磷酸铁的质量比为1:100～200。
[0032]根据本专利技术的一些实施方式，所述磷酸铁和所述液相中铁的质量比为1～5:100。
[0033]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S3中所述液相和水的体积比为1:1～4。
[0034]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S3中所述晶化的温度为80℃～95℃。
[0035]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S3中所述晶化的时间为3h～8h。
[0036]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S3中所述晶化的搅拌转速为150rpm～400rpm。
[0037]根据本专利技术的一些实施方式，所述添加剂的制备方法，包括以下步骤：
[0038]S01、将丙烯酸丁酯、邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯和乙酸乙酯混合后，制得第一混合物；
[0039]S02、再将第一混合物和过氧化苯甲酰混合反应。
[0040]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S01中所述混合的温度为100℃～110℃。
[0041]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S01中所述混合的时间为1h～2h。
[0042]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S02中所述反应的温度为110℃～125℃。
[0043]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S02中所述反应的时间为2h～3h。
[0044]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S02所述反应后调节pH值至中性，得中性乳液。
[0045]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S4中所述煅烧的温度为500℃～800℃。
[0046]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S4中所述煅烧的时间为2h～5h。
[0047]根据本专利技术的一些实施方式，步骤S4中所述煅烧的气氛为保护性气氛。
[0048]根据本专利技术的一些实施方式，所述保护性气氛为氮气或氩气。
具体实施方式
[0049]以下将结合实施例对本专利技术的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以
充分地理解本专利技术的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本专利技术的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本专利技术保护的范围。
[0050]本专利技术的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本专利技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0051]实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0052]实施例1
[0053]本实施例为一种磷酸铁锂废料制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷酸铁锂废料制备磷酸铁的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将磷酸铁锂废料采用氧化剂和混酸酸浸，制得酸浸渣；S2、再将酸浸渣和磷酸溶液混合，固液分离，收集液相；S3、将所述液相、磷酸铁、添加剂和水混合后晶化；晶化完成后固液分离，收集固相；S4、将步骤S3所得固相煅烧；所述混酸为硫酸和柠檬酸混合溶液；所述添加剂包括以下制备原料：丙烯酸丁酯10份、40份～50份邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯、40份～50份甲基丙烯酸羟乙酯、50份～70份乙酸乙酯和0.1份～5份过氧化苯甲酰。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中酸浸的温度为80℃～90℃。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中酸浸的pH为1～2。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜群轩，谭群英，刘梦露，
申请(专利权)人：长沙金凯循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：