【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开属于资源回收，涉及一种全链条一体化回收废旧磷酸铁锂电池制备磷酸铁的方法。
技术介绍
1、锂离子电池由于具有较高的容量和能量密度，被广泛应用于电动汽车、大型储能和电子设备等领域。随着近年来电动汽车的应用愈加广泛，随着时间的增加将会累积大量的废旧锂离子电池，对这些废旧的锂离子电池进行回收可以增加资源的利用率，还可避免产生环境污染。锂离子电池中的磷酸铁锂电池由于其稳定性能好、成本低大量应用于动力电池中。
2、目前，对于废旧锂离子电池中的磷酸铁锂的回收方法主要是通过选择性浸出提取和回收锂，最后剩下提锂后得到的磷铁渣，但直接对废旧磷酸铁锂进行浸出所得的锂溶液杂质较多。且由于提锂后的磷铁渣中含有铁和磷元素，因此，需要对其进行回收再利用。
3、cn109250696a公开了一种从磷酸铁锂电池中回收纳米磷酸铁的方法：将磷酸铁锂电池放电到2.0v以下，破碎拆解，实现电池中磷酸铁锂粉料、铝粉以及铜粉的分离；将磷酸铁锂粉料放入真空管式炉中；将磷酸铁锂粉料边搅拌边加入稀盐酸溶液中，将过氧化氢和悬浊液通过蠕动泵同时滴加到三口烧瓶反应器中，同时搅拌、超声；将混合液过滤并取滤液，得到浸出液；将浸出混合液与碱溶液通过蠕动泵同步加入到混合反应器中，实现两种液体的混合、搅拌、超声，得到淡黄色粉末磷酸铁。
4、cn115611250a公开了一种从废旧磷酸铁锂正极粉中回收高纯磷酸铁的方法，所述方法通过一级酸浸和第一保温自沉淀进行初步除杂，获得磷酸铁粗品，再通过二级酸浸重溶和第二保温自沉淀，得到了磷酸铁。
5、上述方
技术实现思路
1、以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
2、本公开的目的在于提供一种全链条一体化回收废旧磷酸铁锂电池制备磷酸铁的方法，本公开所述方法可以提高回收锂的纯度，同时避免提锂后磷铁渣制备磷酸铁过程中需进行的多步除杂工艺，进一步提高磷铁渣制备磷酸铁的纯度和磷铁回收率。
3、为达到此公开目的，本公开采用以下技术方案：
4、第一方面，本公开提供了一种全链条一体化回收废旧磷酸铁锂电池制备磷酸铁的方法，所述方法包括以下步骤：
5、(1)将废旧磷酸铁锂材料与混合氯化物混合，加热熔融处理得到混合熔融物；
6、(2)将混合熔融物与硬脂酸钠混合后，进行吹气反应，分离后上层得到含碳磷酸铁锂浮渣；
7、(3)将含碳磷酸铁锂浮渣与第一酸溶液混合得到混合溶液，加入双氧水进行浸出反应，固液分离得到含锂溶液和含碳磷铁渣；
8、(4)将所述含碳磷铁渣与第二酸溶液混合，浸出得到磷铁溶液，向磷铁溶液中加入铁源和/或磷源调整磷铁比，加入络合剂进行共沉淀反应，得到磷酸铁。
9、本公开在回收废旧磷酸铁锂的过程中通过将除铜、铝杂质步骤前置至提锂之前，通过将废旧磷酸铁锂粉末和混合氯化物混合熔融后，加入硬脂酸钠，由于废旧磷酸铁锂中含有的铝、铜杂质密度大于磷酸铁锂密度以及熔融的混合氯化物密度，因此沉积在熔融氯化钾氯化钠混合底部，由于磷酸铁锂的密度小于氯化钠氯化钾混合物密度，加入硬质酸钠作为表面活性剂和起泡剂，吹入气体后可以使熔体形成搅动，由于碳粒较细，其表面有很多吸附活性位点，容易与磷酸铁锂聚集成较大的渣团，能与气泡之间发生很强的吸附现象，从而可以随气泡一起迁移至熔体的表面，碳粒裹挟磷酸铁锂上升至熔体表面后，进一步通过碰撞形成更大的浮渣，大的浮渣很难被气体搅动重新带至熔体中，最终使磷酸铁锂和铝铜杂质发生分离。后续所得提锂后磷铁渣中的杂质含量较少，只含有碳粒，避免了后续除铝铜步骤，通过一步酸浸可以直接得到高纯的磷酸铁。本公开通过一步反应深度除去废旧磷酸铁锂中的铜和铝，可以提高回收锂的纯度，且避免后续磷铁渣的多步除杂步骤，使回收的磷酸铁纯度和回收率进一步提高。
10、在一个实施方式中，步骤(1)所述混合氯化物包括氯化钾和氯化钠。
11、在一个实施方式中，所述氯化钾和氯化钠的质量比为(0.8～1.2):1，例如：0.8:1、0.9:1、1:1、1.1:1或1.2:1等。
12、本公开选用氯化钾和氯化钠，控制二者质量比可以降低混合盐的熔点，使得混合物料在较低的温度下即可实现熔融状态，用熔融物作为介质，所述熔融物的密度合适，在节能的同时，实现铝铜杂质和含碳磷酸铁锂的分离。
13、在一个实施方式中，所述废旧磷酸铁锂材料与混合氯化物的质量比为1:(5～10)，例如：1:5、1:6、1:7、1:8或1:10等。
14、在一个实施方式中，步骤(1)所述加热熔融处理的温度为300～400℃，例如：300℃、320℃、350℃、380℃或400℃等。
15、在一个实施方式中，所述加热熔融处理的时间为10～30min，例如：10min、15min、20min、25min或30min等。
16、在一个实施方式中，步骤(2)所述硬脂酸钠和废旧磷酸铁锂材料的质量比为(2～10):100，例如：2:100、4:100、6:100、8:100或10:100等。
17、在一个实施方式中，所述吹气反应的气体包括氩气和/或氮气。
18、在一个实施方式中，所述吹气反应的气体流速为10～100ml/s，例如：10ml/s、20ml/s、50ml/s、80ml/s或100ml/s等。
19、在一个实施方式中，所述吹气反应的时间为10～30min，例如：10min、15min、20min、25min或30min等。
20、在一个实施方式中，步骤(2)所述分离包括用滤网将熔融物上层固体捞出，得到含碳磷酸铁锂浮渣。
21、在一个实施方式中，步骤(3)所述第一酸溶液包括硫酸。
22、在一个实施方式中，所述含碳磷酸铁锂浮渣与第一酸溶液的质量比为1:(1.2～1.8)，例如：1:1.2、1:1.4、1:1.5、1:1.6或1:1.8等。
23、在一个实施方式中，所述混合溶液的ph为1.5～2，例如：1.5、1.6、1.7、1.8或2等。
24、在一个实施方式中，步骤(3)所述双氧水和磷酸铁锂的摩尔比为(0.3～0.8):1，例如：0.3:1、0.4:1、0.5:1、0.6:1或0.8:1等。
25、在一个实施方式中，所述浸出反应的时间为2～3h，例如：2h、2.2h、2.5h、2.8h或3h等。
26、在一个实施方式中，所述浸出反应后加碱调节ph进行反应。
27、在一个实施方式中，所述ph为4～6，例如：4、4.5、5、5.5或6等。
28、在一个实施方式中，所述反应的时间为0.5～1h，例如：0.5h、0.6h、0.8h、0.9本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种全链条一体化回收废旧磷酸铁锂电池制备磷酸铁的方法，所述方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)所述混合氯化物包括氯化钾和氯化钠。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述氯化钾和氯化钠的质量比为(0.8～1.2):1。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其中，所述废旧磷酸铁锂材料与混合氯化物的质量比为1:(5～10)。
5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其中，步骤(1)所述加热熔融处理的温度为300～400℃。
6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其中，所述加热熔融处理的时间为10～30min。
7.如权利要求1-6任一项所述的方法，其中，步骤(2)所述硬脂酸钠和废旧磷酸铁锂材料的质量比为(2～10):100。
8.如权利要求1-7任一项所述的方法，其中，所述吹气反应的气体包括氩气和/或氮气。
9.如权利要求1-8任一项所述的方法，其中，所述吹气反应的气体流速为10～100mL/s。
10.如权利要求1-9任一项所述的方法，其中，
11.如权利要求1-10任一项所述的方法，其中，步骤(2)所述分离包括用滤网将熔融物上层固体捞出，得到含碳磷酸铁锂浮渣。
12.如权利要求1-11任一项所述的方法，其中，步骤(3)所述第一酸溶液包括硫酸；
13.如权利要求1-12任一项所述的方法，其中，步骤(3)所述双氧水和磷酸铁锂的摩尔比为(0.3～0.8):1；
14.如权利要求1-13任一项所述的方法，其中，步骤(4)所述第二酸溶液包括硫酸、硝酸或磷酸中的任意一种或至少两种的组合；
15.如权利要求1-14任一项所述的方法，其中，步骤(4)所述铁源包括硫酸亚铁；
16.如权利要求1-15任一项所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种全链条一体化回收废旧磷酸铁锂电池制备磷酸铁的方法，所述方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)所述混合氯化物包括氯化钾和氯化钠。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述氯化钾和氯化钠的质量比为(0.8～1.2):1。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其中，所述废旧磷酸铁锂材料与混合氯化物的质量比为1:(5～10)。
5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其中，步骤(1)所述加热熔融处理的温度为300～400℃。
6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其中，所述加热熔融处理的时间为10～30min。
7.如权利要求1-6任一项所述的方法，其中，步骤(2)所述硬脂酸钠和废旧磷酸铁锂材料的质量比为(2～10):100。
8.如权利要求1-7任一项所述的方法，其中，所述吹气反应的气体包括氩气和/或氮气。
9.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：李爱霞，谢英豪，余海军，李长东，
申请(专利权)人：广东邦普循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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