[发明专利]一种回收磷酸铁锂材料制备磷酸亚铁和磷酸锂的方法

说明书

本发明涉及新能源材料资源化利用与环境保护技术领域，公开了一种回收磷酸铁锂材料制备磷酸亚铁和磷酸锂的方法。该方法包括：(1)将废旧磷酸铁锂正极片破碎，震荡过筛后得到磷酸铁锂原料；(2)将磷酸铁锂原料于酸性溶液中溶解，过滤后收集滤液；向滤液中加入铁源溶液，将Fe/P比调节至1.45～1.5；加入碱性溶液将pH值调节至1.5～6.5，反应后多次过滤洗涤，得到滤液和滤饼；将滤饼多次洗涤烘干，得到磷酸亚铁；将滤液加热至75～85℃，加入磷源溶液将滤液中的Li/P比调节至3～3.2，再加入碱性溶液将pH值调节至10～13，反应后过滤洗涤，得到磷酸锂。该方法能有效回收铁、磷和锂元素，铁、磷和锂的回收率较高。

技术领域

本发明涉及新能源材料资源化利用与环境保护技术领域，具体涉及一种回收磷酸铁锂材料制备磷酸亚铁和磷酸锂的方法。

背景技术

磷酸铁锂材料能量密度高、价格低廉、安全性好，因而在动力电池和储能市场备受欢迎。但是磷酸铁锂电池的使用寿命不长，一般只有2～10年，长期使用过程中会产生大量的废旧磷酸铁锂电池。因此，对废旧磷酸铁锂电池进行有效回收处理及再利用既能节约大量的成本，又能避免造成环境污染，具有经济价值和社会效益双重意义。

目前回收再利用废旧磷酸铁锂电池主要分为干法回收和湿发回收。干法回收虽然工艺简单，应用广泛，但是能耗较大，浪费资源，并且生产过程中会产生污染性气体或物质，污染环境。湿法回收虽然工艺稳定，贵重金属锂回收率较高，但是湿法回收需要使用大量的液碱和氧化剂，产生的废液需要进一步处理，回收成本也较高，而且不能充分回收废旧磷酸铁锂材料中的铁、磷、锂。

现有技术存在磷酸铁锂材料回收成本高、回收效率低，只是专门针对贵重金属离子进行回收，从而浪费了磷酸铁锂材料中的铁、磷材料，没有充分回收利用磷酸铁锂材料。本发明将磷酸铁锂回收成为磷酸亚铁和磷酸锂，作为后期合成磷酸铁锂的原材料，具有极高的商业价值。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的回收利用效率低，没有充分对磷、铁、锂元素充分回收的问题，提供了一种回收磷酸铁锂材料制备磷酸亚铁和磷酸锂的方法，该方法能够以较高回收率将废旧磷酸铁锂电池中的磷、铁、锂元素全部回收制备成磷酸亚铁和磷酸锂，该方法合理易行，成本低廉，环境友好，能够工业化，具有较高的经济效益和社会效益。

为了实现上述目的，本发明提供了一种回收磷酸铁锂材料制备磷酸亚铁和磷酸锂的方法，该方法包括以下步骤：

(1)将废旧磷酸铁锂正极片破碎，震荡过筛后得到磷酸铁锂原料；

(2)将步骤(1)得到的磷酸铁锂原料于酸性溶液中溶解，过滤后收集滤液；

(3)向步骤(2)得到的滤液中加入铁源溶液，将Fe/P比调节至1.45～1.5；

(4)向步骤(3)得到的溶液中加入碱性溶液将pH值调节至1.5～6.5，反应后过滤洗涤，分别得到滤液和滤饼；

(5)将步骤(4)得到的滤饼洗涤烘干，得到磷酸亚铁；

(6)将步骤(4)得到的滤液加热至75～85℃，然后加入磷源溶液将滤液中的Li/P比调节至3～3.2，接着加入碱性溶液将pH值调节至10～13，反应后过滤洗涤，得到磷酸锂。

优选地，在步骤(1)中，将磷酸铁锂正极片破碎至粒度为2～50um，更优选为2～20um，进一步优选为2～10um。

优选地，在步骤(2)中，所述酸性溶液为硫酸、盐酸、磷酸或高氯酸溶液中的至少一种。

优选地，在步骤(2)中，所述酸性溶液的浓度≥30质量％，加入的酸性溶液与磷酸铁锂原料的质量比为3～5：1。

优选地，在步骤(3)中，所述铁源溶液为硫酸亚铁、氯化亚铁或草酸亚铁中的至少一种。