【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池领域，具体涉及一种从磷酸铁锂电池正极废粉中回收锂的方法。
技术介绍
1、磷酸铁锂(lifepo4，简式lfp)材料自1997年首次报道后，以其对环境友好、原材料来源丰富、价格低廉、比容量高、循环性能和热稳定性极好的特性，成为一种具有良好应用前景的锂离子电池正极材料，在电动商用车、专用车和储能领域有着巨大的发展空间。在政策和市场的双驱动下，我国新能源汽车市场在过去10年经历了爆发式增长。从第一批新能源汽车“十城千辆”推广计划开始，我国较早地将磷酸铁锂电池投入到新能源汽车领域。一般来说，磷酸铁锂电池的使用寿命为5～8年，首批新能源汽车动力蓄电池已处于老龄。新一轮动力电池“退役潮”即将到来，锂离子电池也将很快进入大量报废与回收阶段。废旧锂离子电池中有大量有价金属成分以及电解质、隔膜、外壳材料等，如果处理不当，将给环境带来严重威胁。对废旧磷酸铁锂电池进行回收利用不仅能减轻废旧锂离子电池对环境的污染，而且还能带来可观的经济效益。
2、现有退役磷酸铁锂电池回收技术按材料的循环利用周期，主要分为梯级利用、拆解-分选回收和冶金回收三大类。梯级利用是对退役的动力电池进行拆卸、拆解、检测进行二次重复利用，用于通信基站、储能及低速电动车等场景，实现动力电池的使用价值最大化。拆解-分选回收技术是对报废的电池进行放电、拆解，按构成电池材料的种类针对性地分选，实现塑料、金属外壳、铜箔、铝箔及电极材料的分离，得到高价值电极材料，通过火法或湿法的冶金回收技术，实现资源再生。冶金回收是将废旧电池在熔炉中煅烧以使其中的化合物分解
3、磷酸铁锂正极材料是磷酸铁锂动力电池中价值最高的核心材料，约占电池成本的30～40％。针对废旧磷酸铁锂正极材料的回收技术主要分为固相再生技术和湿法冶金技术两个方面。其中，固相再生技术是通过向废旧磷酸铁锂正极粉料中加入锂盐、碳源等，调整化学组成，然后经过球磨、烧结等工序，实现磷酸铁锂材料组成及结构的修复。湿法冶金技术通过化学方法回收废旧磷酸铁锂正极材料中锂、铁、磷等有价组分。在废旧磷酸铁锂材料中锂的经济价值最高，很多研究集中于锂的回收。
4、例如，cn113666397a公开了一种废旧磷酸铁锂材料酸法经济回收锂的方法，该方法包括将废旧磷酸铁锂粉末、浓硫酸和水混合成浆料，往浆料中通入空气，曝气搅拌，待曝气停止时加入双氧水继续搅拌，过滤，分离出磷酸铁和pvdf，在滤液中先加入碳酸钙调ph值，再加入石灰调节ph值，过滤，往滤液中加入饱和碳酸锂，过滤，往滤液中通入二氧化碳沉降，过滤、洗涤、烘干，得到碳酸锂。然而，该方法一般只能回收90％左右的锂，而剩余锂仍然存在于废料中，不仅会造成资源浪费，而且还会对环境造成影响。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服采用现有的方法从废旧磷酸铁锂电池正极废粉中回收锂时存在锂收率较低的缺陷，而提供了一种能够提高锂收率的从磷酸铁锂电池正极废粉中回收锂的方法。
2、本专利技术的专利技术人经过深入且广泛研究之后发现，现有技术一般采用化学沉淀的方式从废旧磷酸铁锂电池正极废粉中去除铜和铝以实现锂的回收，但是锂的回收率一般只能达到90％左右，主要原因在于铜铝渣中会夹带锂，造成锂损失；而将含锂铜铝渣分散于水中，再将所得浆料依次进行陈化、酸溶和过滤，之后再将所得含锂富铜液进行电解得到含锂贫铜液，该含锂贫铜液返回至锂溶出液中循环处理，由此可以将含锂铜渣中的锂有效回收。基于此，完成了本专利技术。
3、具体地，本专利技术提供的从磷酸铁锂电池正极废粉中回收锂的方法包括：
4、s1、从磷酸铁锂电池正极废粉中选择性溶出锂，得到锂溶出液和磷酸铁渣；
5、s2、从锂溶出液中去除铜铝杂质，得到锂净化液和含锂铜铝渣；
6、s3、从锂净化液中沉淀分离出锂；将含锂铜铝渣分散于水中，再将所得浆料依次进行陈化、酸溶和过滤，得到al(oh)3以及含锂富铜液，之后将含锂富铜液进行电解，得到含锂贫铜液和金属铜，所述含锂贫铜液返回至锂溶出液中循环处理。
7、在一种优选实施方式中，步骤s1中，从磷酸铁锂电池正极废粉中选择性溶出锂的方法包括将磷酸铁锂电池正极废粉采用酸液和氧化剂共同浸渍处理后固液分离。
8、在一种优选实施方式中，步骤s1中，所述酸液为硫酸溶液。
9、在一种优选实施方式中，步骤s1中，所述硫酸溶液的浓度为10～30wt％。
10、在一种优选实施方式中，步骤s1中，所述硫酸溶液的用量以使得体系ph值为1.5～4.0为准。
11、在一种优选实施方式中，步骤s1中，所述氧化剂为双氧水。
12、在一种优选实施方式中，步骤s1中，所述双氧水与磷酸铁锂电池正极废粉中fe2+的摩尔比为0.6～1.0。
13、在一种优选实施方式中，步骤s2中，从锂溶出液中去除铜铝杂质的方法包括将锂溶出液的ph值调节至4.0～10.0后固液分离。
14、在一种优选实施方式中，步骤s3中，从锂净化液中沉淀分离出锂的方法包括将锂净化液浓缩至浓度达到10g/l以上，之后再往浓缩液中加入co2和/或na2co3以使锂以li2co3形式沉淀出来或者往浓缩液中加入na3po4以使锂以li3po4形式沉淀出来。
15、在一种优选实施方式中，步骤s3中，将含锂铜铝渣分散于水中时，水的用量以使所得浆料的固含量为15～50wt％。
16、在一种优选实施方式中，步骤s3中，所述陈化的条件包括温度为30～100℃，时间为1～5h。
17、在一种优选实施方式中，步骤s3中，所述酸溶所采用的酸液为硫酸溶液和/或硝酸溶液；所述酸液中的h+与含锂铜铝渣中的cu2+的摩尔比为(2.4～4.0):1。
18、在一种优选实施方式中，步骤s3中，所述电解的条件包括以铜为阴极，以石墨或钛为阳极，电流密度为0.1～1.0a/dm2，电解时间为10min～2h。
19、在一种优选实施方式中，本专利技术提供的从磷酸铁锂电池正极废粉中回收锂的方法还包括将从锂净化液中沉淀分离出锂后所得尾液进行尾液处理以将钠盐脱除，得到富锂液后返回至锂溶出液中循环处理。
20、在一种优选实施方式中，所述尾液处理的方法为热法或膜法。
21、本专利技术提供的方法可以在采用化学沉淀回收锂的基础上进一步消除沉淀去除铜铝杂质时造成的锂损失，实现锂的有效回收，极具应用前景。此外，本专利技术提供的从磷酸铁锂电池正极废粉中回收锂的方法还能额外副产金属铜和al(oh)3，实现资源的有效利用。
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1.一种从磷酸铁锂电池正极废粉中回收锂的方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的从磷酸铁锂电池正极废粉中回收锂的方法，其特征在于，步骤S1中，从磷酸铁锂电池正极废粉中选择性溶出锂的方法包括将磷酸铁锂电池正极废粉采用酸液和氧化剂共同浸渍处理后固液分离；
3.根据权利要求1所述的从磷酸铁锂电池正极废粉中回收锂的方法，其特征在于，步骤S2中，从锂溶出液中去除铜铝杂质的方法包括将锂溶出液的pH值调节至4.0～10.0后固液分离。
4.根据权利要求1所述的从磷酸铁锂电池正极废粉中回收锂的方法，其特征在于，步骤S3中，从锂净化液中沉淀分离出锂的方法包括将锂净化液浓缩至浓度达到10g/L以上，之后再往浓缩液中加入CO2和/或Na2CO3以使锂以Li2CO3形式沉淀出来或者往浓缩液中加入Na3PO4以使锂以Li3PO4形式沉淀出来。
5.根据权利要求1所述的从磷酸铁锂电池正极废粉中回收锂的方法，其特征在于，步骤S3中，将含锂铜铝渣分散于水中时，水的用量以使所得浆料的固含量为15～50wt％。
6.根据权利要求1所述的从磷
7.根据权利要求1所述的从磷酸铁锂电池正极废粉中回收锂的方法，其特征在于，步骤S3中，所述酸溶所采用的酸液为硫酸溶液和/或硝酸溶液；所述酸液中的H+与含锂铜铝渣中的Cu2+的摩尔比为2.4～4.0。
8.根据权利要求1所述的从磷酸铁锂电池正极废粉中回收锂的方法，其特征在于，步骤S3中，所述电解的条件包括以铜为阴极，以石墨或钛为阳极，电流密度为0.1～1.0A/dm2，电解时间为10min～2h。
9.根据权利要求1所述的从磷酸铁锂电池正极废粉中回收锂的方法，其特征在于，该方法还包括将从锂净化液中沉淀分离出锂后所得尾液进行尾液处理以将钠盐脱除，得到富锂液后返回至锂溶出液中循环处理。
10.根据权利要求9所述的从磷酸铁锂电池正极废粉中回收锂的方法，其特征在于，所述尾液处理的方法为热法或膜法。
...【技术特征摘要】
1.一种从磷酸铁锂电池正极废粉中回收锂的方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的从磷酸铁锂电池正极废粉中回收锂的方法，其特征在于，步骤s1中，从磷酸铁锂电池正极废粉中选择性溶出锂的方法包括将磷酸铁锂电池正极废粉采用酸液和氧化剂共同浸渍处理后固液分离；
3.根据权利要求1所述的从磷酸铁锂电池正极废粉中回收锂的方法，其特征在于，步骤s2中，从锂溶出液中去除铜铝杂质的方法包括将锂溶出液的ph值调节至4.0～10.0后固液分离。
4.根据权利要求1所述的从磷酸铁锂电池正极废粉中回收锂的方法，其特征在于，步骤s3中，从锂净化液中沉淀分离出锂的方法包括将锂净化液浓缩至浓度达到10g/l以上，之后再往浓缩液中加入co2和/或na2co3以使锂以li2co3形式沉淀出来或者往浓缩液中加入na3po4以使锂以li3po4形式沉淀出来。
5.根据权利要求1所述的从磷酸铁锂电池正极废粉中回收锂的方法，其特征在于，步骤s3中，将含锂铜铝渣分散于水中时，水的用量以使所得浆料的固...
【专利技术属性】
技术研发人员：张炜，张卫东，赵来安，
申请(专利权)人：厦门厦钨新能源材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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