[发明专利]一种废旧六氟磷酸锂的资源化利用方法

说明书

本发明公开一种废旧六氟磷酸锂的资源化利用方法。将电池拆解，加入碱溶液，电解液中的溶剂溶于水中，然后加入加入二甲苯，经过3‑4级逆流萃取，得到有机相和水相，有机相经过蒸馏得到DME，剩余的溶液然后通入二氧化碳，回调pH，使得偏铝酸盐转化为氢氧化铝沉淀，滤液加入硫酸调节溶液的pH，加入硫酸亚铁和双氧水，得到磷酸铁滤渣和含氟滤液；滤渣加入硫酸溶解，然后将含锂氟溶液与氟离子溶液混合，然后加入硫酸镁，反应得到氟化镁沉淀，剩余的锂溶液升高pH到碱性，加入碳酸钠，得到粗制碳酸锂。本发明可以实现六氟磷酸锂中氟、磷、锂的综合回收，同时也可以实现DME有机溶剂的回收利用。

技术领域

本发明涉及一种废旧六氟磷酸锂的资源化利用方法，属于锂电池废料资源化利用技术领域。

背景技术

随着工业发展，大量的电池被生产出来并使用，这样随着时间的推移，废旧电池就会越来越多，而废旧电池如不处理直接丢弃在大自然中，就会造成很大的污染。锂电池中的电解液一般由有机溶剂、六氟磷酸锂或六氟砷酸锂电解质、有机添加剂等原料配制而成。电解液具有挥发性，在废旧锂电池的回收处理过程中，六氟磷酸锂或六氟砷酸锂电解质会与水或水蒸气反应产生氟化氢、五氟化磷等有毒有害物质，对设备、环境、人体造成危害。目前国内外电池回收大多针对废旧锂电池中的有价金属元素如镍、钴、锰等物质进行回收处理，对电解液的回收涉及较少，特别是有机溶剂的回收利用。因此，在废旧锂电池的回收过程中，如何实现电解液无害化处理及回收利用，是一个重要的课题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种废旧六氟磷酸锂的资源化利用方法，可以实现六氟磷酸锂中氟、磷、锂的综合回收，附加值高，流程短，同时也可以实现DME有机溶剂的回收利用，同时回收了铝元素，流程短且回收率高。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种废旧六氟磷酸锂的资源化利用方法，其为以下步骤：

(1)将废旧锂电池在惰性气氛下、温度为5-20℃、湿度≤10％环境下拆解，拆解后将外壳去掉，内部的极片加入5-8mol/L的氢氧化钠溶液，在温度为40-60℃、外置超声条件下浸泡10-15h,然后进行过滤，得到第一滤液和第一滤渣，将第一滤渣加入0.2-0.5mol/L的氢氧化钠溶液洗涤，然后过滤，得到洗涤液和洗涤渣，得到的洗涤液与第一滤液混合得到混合液；

(2)将混合液加入二甲苯，经过3-4级逆流萃取，得到有机相和水相，得到的有机相经过超声波油水分离器进行油水分离，得到的除水有机相加入无水氯化钙进行深度除水后，经过蒸馏，收集80-88℃的馏分，得到DME,剩余的二甲苯返回进行萃取；

(3)步骤(2)得到的水相通入二氧化碳，回调pH为8-10.5，然后过滤，得到氢氧化铝沉淀，然后将滤液加入硫酸调节溶液的pH为2-2.5，加入硫酸亚铁和双氧水，在温度为30-50℃搅拌反应30-60min，然后过滤，得到磷酸铁滤渣和含氟滤液；

(4)将步骤(1)得到的洗涤渣加入硫酸溶液，在温度为40-60℃反应2-4h，得到含氟锂溶液和含正极材料滤渣，将含氟锂溶液与步骤(3)得到的含氟滤液混合，然后加入硫酸镁，升温至温度为90-95℃，加入氢氧化钠调节溶液的pH为4-5.5，然后反应1-3h,过滤得到氟化镁沉淀，过滤得到的滤液加入氢氧化钠，回调pH为9-10，加入絮凝剂絮凝后，过滤，得到金属沉淀渣和含锂滤液，将含锂滤液加入碳酸钠沉淀，得到粗制碳酸锂浆料，然后过滤，得到粗制碳酸锂和硫酸钠滤液，硫酸钠滤液经过浓缩结晶得到硫酸钠晶体。

步骤(1)第一滤渣与加入的0.2-0.5mol/L的氢氧化钠溶液的质量比为1:4-5。

所述步骤(2)中混合液与二甲苯的体积流量比为1：1-2，逆流萃取过程，混合时间为1-3min,澄清时间为5-10min，混合的时候，以有机相为连续相。

所述步骤(3)氢氧化铝沉淀经过洗涤后，加入碳酸铵溶液浆化，然后喷雾干燥后，高温煅烧，得到超细氧化铝。