[发明专利]从废磷酸铁锂提锂废渣中回收制备电池级磷酸铁的方法

说明书

本发明提供了一种从废旧磷酸铁锂提锂废渣中回收制备电池级磷酸铁的方法，其是经酸溶液浸出、过滤、水杨酸初净化、pH粗沉淀及纯化等工序，将废旧磷酸铁锂提锂后废渣中的磷酸铁进行回收并提纯为电池级磷酸铁，以解决目前废磷酸铁锂回收锂后产生的大量含磷铁废渣的处置问题。该方法流程简单，原料价格低廉，有助于实现废旧磷酸铁锂的全元素回收，可降低回收成本，同时，其将大量的废磷酸铁回收循环用于电池级磷酸铁的生产，可减少废弃物的产生，提高其资源利用率，且回收到的产品纯度高，能够完全满足行业内电池级磷酸铁的使用要求。

技术领域

本发明属于废旧电池回收技术领域，具体涉及一种从废旧磷酸铁锂提锂废渣中回收制备电池级磷酸铁的方法。

背景技术

中国是全球锂电池使用数量最多的国家之一，每年的产量达到几十亿只，主要用于电子产品或便携式设备以及新型交通工具，如手机、笔记本电脑、电动汽车等。据资料显示，预计2020年我国新能源汽车数量将达到800万辆，2030年更可能达到9500万辆，而目前绝大部分新能源汽车使用的驱动源为磷酸铁锂电池。而磷酸铁锂电池的理论寿命仅为7~8年，如此大规模的消耗量必然产生数量庞大的废锂电池，预估到2023年中国约有9400吨磷酸铁锂电池废弃。锂电池的废弃堆积若得不到有效的处理，会造成巨大的环境污染和资源浪费。如何处理数量巨大的废旧锂电池，成为科研工作者及环保人士最关注的问题。寻找废旧锂离子电池的环境友好型处理方法，开发有效的创新性处理工艺，且考虑成本因素，在减少污染的同时获得经济价值，从而保证锂电池行业的可持续发展，推动废旧锂离子电池循环使用，已经成为推动电动车产业发展和经济社会进步的重要发展方向。

目前规模化回收磷酸铁锂存在的主要问题是只回收其中的锂，而剩余的大量磷酸铁还没有得到有效的回收便会做填埋处理或磷肥出售，挤占磷肥行业市场，并大大降低了其商业价值。而且提锂废料里的重金属元素会污染土壤环境，回收得到的磷酸铁纯度也并不能达到电池级标准，因此对于提锂废料里的磷酸铁进行有效回收是非常必要的。

发明内容

为了解决现有大量提锂废料存在的上述问题，本发明提供了一种利用废旧磷酸铁锂提锂废渣回收磷酸铁并提纯为电池级磷酸铁的方法。该方法操作简易，原料易得，且其酸用量少，不会造成环境污染，为大规模电池磷酸铁的回收提供了可行的生产工艺。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种从废旧磷酸铁锂提锂废渣中回收制备电池级磷酸铁的方法，其包括以下步骤：

（1）将废旧磷酸铁锂提锂后的废渣粉碎后与酸溶液混合，在搅拌和加热条件下浸出，过滤，得到滤液；

（2）往步骤（1）所得滤液中加入一定量的水杨酸以降低钙铝离子的含量；

（3）往步骤（2）所得混合溶液中滴加氢氧化钠溶液以调节pH值，使得磷酸铁沉出；

（4）将步骤（3）所得磷酸铁按一定固液比加水配成浊液，然后加入酸性络合剂进行纯化，以进一步除去杂质离子，再经过滤，去离子水淋洗、105℃干燥，制得电池级磷酸铁。

进一步地，步骤（1）所述酸溶液是将酸和去离子水按体积比1:3~1:18混合制得，所述酸为硫酸、硝酸、柠檬酸、冰醋酸、盐酸中的任意一种。

进一步地，步骤（1）中所用废渣与酸溶液的重量比为1:1~1:10。

进一步地，步骤（1）中利用酸溶液进行浸出时的温度为30℃~80℃，时间为2~8h，搅拌速度为100~800rpm。

进一步地，步骤（2）中水杨酸的用量按其在混合溶液中的浓度为0.1~0.6wt.%进行换算。

进一步地，步骤（3）中所述氢氧化钠溶液的浓度为4~8mol/L，其加入量以使体系pH值达1.3~2.5为宜。

进一步地，步骤（4）中所述固液比为1:1~1:5。