一种从废旧磷酸铁锂电池正极粉中回收制备电池级碳酸锂和磷酸铁的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113912032A(43)申请公布日2022.01.11(21)申请号202111090974.X(22)申请日2021.09.16(71)申请人湖北锂宝新材料科技发展有限公司地址435400湖北省黄冈市武穴市田镇街道办事处上郭社区居民委员会内(72)发明人陈迎迎(74)专利代理机构武汉蓝宝石专利代理事务所(特殊普通合伙)42242代理人寇俊波(51)Int.Cl.C01B25/37(2006.01)C01D15/08(2006.01)C01B25/45(2006.01)B82Y30/00(2011.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书2页说明书11页附图2页(54)发明名称一种从废旧磷酸铁锂电池正极粉中回收制备电池级碳酸锂和磷酸铁的方法(57)摘要本发明提供了一种从废旧磷酸铁锂电池正极粉中回收制备电池级碳酸锂和磷酸铁的方法，所述方法包括：将废旧磷酸铁锂电池正极粉进行氧化酸浸反应后固液分离获得含锂浸出液和磷酸铁渣；将所述含锂浸出液依次进行除铁铝、除铜、除镍钴、固液分离、蒸发浓缩、沉锂反应、固液分离和洗涤，获得电池级碳酸锂；同时将所述磷酸铁渣依次进行还原反应、固液分离获得初始亚铁溶液和碳渣；对所述初始亚铁溶液依次进行除重金属、调整磷铁比和调浓度获得亚铁反应溶液，后进行合成反应、固液分离、洗涤、烘干和烧结，获得电池级无水磷酸铁；本方法能同时回收废旧磷酸铁锂电池正极粉中的锂、磷和铁元素以实现综合利用。磷、铁和锂的回收率高，制备得到的磷酸铁和碳酸锂达到电池级标准，能够再次运用于电池级磷酸铁锂正极材料的制备。CN113912032ACN113912032A权利要求书1/2页1.一种从废旧磷酸铁锂电池正极粉中回收制备电池级碳酸锂和磷酸铁的方法，其特征在于，所述方法包括：将废旧磷酸铁锂电池正极粉加水混匀制浆，后依次加入浓硫酸和双氧水进行加热浸出反应，获得氧化酸浸浆料；其中，所述加热浸出反应中，所述废旧磷酸铁锂电池正极粉中锂、所述硫酸和所述双氧水的摩尔比满足：Li：H2SO4：H2O2＝1：(0.5～0.8)：(0.60～0.90)；将所述氧化酸浸浆料固液分离，获得含锂浸出液和磷酸铁渣；将所述含锂浸出液的pH调至3.5～5.5，后固液分离获得除铁铝液体；将所述除铁铝液体进行铜含量检测，铜含量大于30ppm时，加入铁粉进行除铜，后固液分离获得除铜液体和海绵铜；其中，铁粉加入量为按照单质铁与铜离子反应计量比过量50％‑200％；将所述除铜液体调节pH至10～12.5，固液分离后获得精制含锂浸出液；将所述精制含锂浸出液进行蒸发浓缩，获得精制含锂浓缩液；将所述精制含锂浓缩液加入碳酸钠溶液进行沉锂反应，获得沉锂反应浆料；其中，所述沉锂反应中，所述精制含锂浓缩液中锂和所述碳酸钠的摩尔比为2：(1.1～1.3)；将所述沉锂反应浆料固液分离、洗涤和烘干，获得电池级碳酸锂；将所述磷酸铁渣加水混匀后，加入磷酸、硫酸和铁粉进行还原反应，获得浸出浆料；其中，所述磷酸铁渣中磷酸铁、所述磷酸、所述硫酸和所述铁粉的摩尔比满足FePO4：H3PO4：H2SO4：Fe＝(1‑1.05)：(0.6～1)：(1.0～1.5)：(0.80～1)；将所述浸出浆料固液分离，获得初始亚铁溶液和分离得到的碳渣；将所述初始亚铁溶液进行除重金属获得亚铁溶液；将所述亚铁溶液进行除铝获得除铝后的亚铁溶液；采用硫酸亚铁溶液或者磷酸调配所述除铝后的亚铁溶液以控制所述亚铁溶液磷铁比P/Fe＝1.00～1.10，加纯水稀释至亚铁浓度为0.75±0.25mol/L，获得亚铁反应溶液；将所述亚铁反应溶液加入双氧水进行氧化老化反应，获得老化浆料；对所述老化浆料固液分离、洗涤、烘干和烧结，获得电池级无水磷酸铁。2.根据权利要求1所述的从废旧磷酸铁锂电池正极粉中回收制备电池级碳酸锂和磷酸铁的方法，其特征在于，所述加热浸出反应重复2次，具体包括：将废旧磷酸铁锂电池正极粉加水混匀，后依次加入硫酸和双氧水溶液进行一次加热浸出反应，获得氧化酸浸浆料；将所述氧化酸浸浆料固液分离，获得一次含锂浸出液和磷酸铁渣；将所述一次含锂浸出液与废旧磷酸铁锂电池正极粉混匀，后加入硫酸和双氧水溶液进行二次加热浸出反应，后固液分离，获得二次含锂浸出液和磷酸铁渣；其中，所述一次加热浸出反应和所述二次加热浸出反应中，废旧磷酸铁锂电池正极粉中锂与硫酸和双氧水的摩尔比均满足Li：H2SO4：H2O2＝1：(0.5～0.80)：(0.60～0.90)；将所述磷酸铁渣进行洗涤，将渣中带有的锂充分利用，洗涤水用磷酸铁的一次洗水。3.根据权利要求1所述的从废旧磷酸铁锂电池正极粉中回收制备电池级碳酸锂和磷酸铁的方法，其特征在于，所述将废旧磷酸铁锂电池正极粉加水混匀时，