一种从废旧磷酸铁锂电池中回收锂的方法、以及回收锂和磷酸铁的方法.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CN111675203A(43)申请公布日2020.09.18(21)申请号202010553953.6H01M10/0525(2010.01)(22)申请日2020.06.17H01M10/54(2006.01)(71)申请人中国科学院宁波材料技术与工程研究所地址315201浙江省宁波市镇海区庄市大道519号(72)发明人高洁夏永高(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人豆贝贝(51)Int.Cl.C01B25/37(2006.01)C01D15/08(2006.01)C22B7/00(2006.01)C22B26/12(2006.01)权利要求书2页说明书16页附图2页(54)发明名称一种从废旧磷酸铁锂电池中回收锂的方法、以及回收锂和磷酸铁的方法(57)摘要本发明提供了一种从废旧磷酸铁锂电池中回收锂的方法，以及回收锂和磷酸铁的方法。本发明提供的回收锂的方法中，将废旧磷酸铁锂电池经前处理后，获得正负极粉，再将正负极粉与水、浓硫酸及氨水反应，形成含锂溶液和铁磷渣，经固液分离将二者分离，获得一次浸出液和含碳铁磷渣；将正负极粉再与一次浸出液、浓硫酸及氨水反应，经固液分离，获得二次浸出液和含碳铁磷渣；所得二次浸出液经加碱调节pH后、固液分离除去铁、铝等杂质，得到除杂液，所得除杂液直接与碳酸钠反应，形成碳酸锂产品。本发明提供的上述方法能够简化回收过程，提高含锂溶液中的锂浓度，无需蒸发浓缩便可沉锂生成碳酸锂，回收率较高；且碳酸锂产品符合电池用碳酸锂行业标准。CN111675203ACN111675203A权利要求书1/2页1.一种从废旧磷酸铁锂电池中回收锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：a)将正负极粉与水混合调浆，得到调浆液1；b)将所述调浆液1与浓硫酸、双氧水混合反应后，固液分离，得到一次浸出液和一次含碳铁磷渣；c)将正负极粉与一次浸出液混合调浆，得到调浆液2；d)将所述调浆液2与浓硫酸、双氧水混合反应后，固液分离，得到二次浸出液和二次含碳铁磷渣；e)利用碱性物质将所述二次浸出液的pH调至11～12.5反应后，固液分离，得到除杂液；f)将所述除杂液与碳酸钠反应，形成碳酸锂；所述正负极粉通过以下方式获得：将废旧磷酸铁锂电池中拆解的正负极片进行焙烧和粉碎筛分，得到铜铝混合粉和正负极粉。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b)中：所述双氧水的加入量为：双氧水中H2O2与调浆液1中成分按照式(1)反应的化学计量比的1.2～3倍；2LiFePO4+H2SO4+H2O2＝Li2SO4+2FePO4+2H2O式(1)；所述浓硫酸的加入量为：使体系的pH值为2.0～3.0。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤d)中：所述双氧水的加入量为：双氧水中H2O2与调浆液2中成分按照式(1)反应的化学计量比的1.2～3倍；2LiFePO4+H2SO4+H2O2＝Li2SO4+2FePO4+2H2O式(1)；所述浓硫酸的加入量为：使体系的pH值为2.0～3.0。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b)中，所述反应的温度为40～70℃，时间为90～150min；所述步骤d)中，所述反应的温度为40～70℃，时间为90～150min。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a)中：所述正负极粉与水的固液质量比为1∶(1～2)；所述混合调浆的时间为10～30min；所述步骤c)中：所述正负极粉与一次浸出液的固液质量比为1∶(1～2)；所述混合调浆的时间为10～30min。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焙烧在惰性气体保护下进行；所述焙烧的温度为350～600℃；所述步骤e)中，所述反应的时间为30～90min。7.一种从废旧磷酸铁锂电池中回收锂和磷酸铁的方法，其特征在于，包括以下步骤：K1)将正负极粉进行回收处理，得到碳酸锂、一次含碳铁磷渣和二次含碳铁磷渣；所述回收处理采用权利要求1～6中任一项所述的方法；K2)将所述一次含碳铁磷渣及二次含碳铁磷渣与水混合调浆，得到调浆液；K3)将所述调浆液与酸液混合反应后，固液分离，得到第一分离液；2CN111675203A权利要求书2/2页K4)将所述第一分离液与铁粉混合反应后，固液分离，得到第二分离液；K5)采用离子交换树脂对所述第二分离液进行离子交换除铝后，加入FeSO4·7H2O或H3PO4调节体系中磷铁摩尔比至(1～2)∶1，得到原料液；K6)将所述原料液与双氧水、氨水混合反应，形成磷酸铁。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤K2)中：所述一次含碳铁磷渣及二次含碳铁磷渣的总质量与水的固液质量比为1∶(1～4)；所述混合调浆的时间为10～30min