一种从废旧磷酸铁锂电池中制备电池级磷酸铁的方法.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CN109179358A(43)申请公布日2019.01.11(21)申请号201811327545.8(22)申请日2018.11.08(71)申请人广东省稀有金属研究所地址510000广东省广州市天河区长兴路363号(72)发明人黄玲王英唐仁衡李文超(74)专利代理机构北京超凡志成知识产权代理事务所(普通合伙)11371代理人王晖(51)Int.Cl.C01B25/37(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称一种从废旧磷酸铁锂电池中制备电池级磷酸铁的方法(57)摘要本发明公开了一种从废旧磷酸铁锂电池中制备电池级磷酸铁的方法，涉及电池回收技术领域。该方法通过电池拆解和分离、碱浸、酸浸、氧化、沉淀以及煅烧可制备得到无水电池级磷酸铁。其有益效果是：通过碱浸后再进行酸浸和沉淀，可去除磷酸铁锂中铝等杂质，提高磷酸铁的纯度；且碱浸出液、富锂溶液可重复利用，可降低回收成本；富锂溶液重复补酸后再浸出新滤渣，可提高溶液中锂的浓度和锂的回收率，降低锂回收成本；且沉淀终点pH值较低(1.0～2.5)可降低氢氧化铁生成的趋势，和沉淀反应结束进行的陈化过程，均可提高磷酸铁的纯度，得到的磷酸铁符合行业使用标准；整个工艺均在较低温度下进行，可减缓溶液对设备的腐蚀，降低能耗与回收成本。CN109179358ACN109179358A权利要求书1/2页1.一种从废旧磷酸铁锂电池中制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于，其包括：将废旧磷酸铁锂电池放电至2.0V以下，再放入破碎机中拆解，然后通过振动筛分和气流筛分组合设备分离得到第一磷酸铁锂粉末、铝粉以及铜粉；将分离得到的所述第一磷酸铁锂粉末用第一预设浓度的碱溶液边搅拌边浸出，然后过滤洗涤得到第一滤渣和含碱滤液，所述含碱滤液补充第二预设浓度的碱后继续浸出新的第二磷酸铁锂粉末；将所述第一滤渣采用第一预设浓度的无机酸搅拌浸出，过滤得到第一磷铁锂混合溶液和第二滤渣；洗涤所述第二滤渣得到洗水和残渣，将所述残渣排放，将所述洗水加入第二预设浓度的酸继续浸出新的第三滤渣；向所述第一磷铁锂混合溶液中加入氧化剂，将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+，并调节铁和磷的摩尔比为1：1～5后得到第二磷铁锂混合溶液；进行沉淀，用第三预设浓度的碱溶液调节所述第二磷铁锂混合溶液的终点pH值为1.0～2.5，沉淀温度为20～60℃，搅拌速度为200～1000r/min，沉淀反应结束进行陈化，陈化时间为1～24h，陈化温度为20～60℃，再过滤洗涤得到乳白色或灰白色的磷酸铁水合物和富锂溶液；在所述富锂溶液中补充第三预设浓度的酸返回浸出步骤；将所述磷酸铁水合物在400～800℃煅烧2～6h，得到无水电池级磷酸铁。2.根据权利要求1所述的从废旧磷酸铁锂电池中制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于：所述第一预设浓度的碱溶液的溶液浓度为1～4mol/L，且所述第一预设浓度的碱溶液为氢氧化钠或氢氧化钾；所述第三预设浓度的碱溶液的溶液浓度为0.5～2.5mol/L，且所述第三预设浓度的碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾以及氢氧化锂中的至少一种，且优选地为氢氧化钠。3.根据权利要求1所述的从废旧磷酸铁锂电池中制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于，在将所述第一磷酸铁锂粉末用1～4mol/L的第一预设浓度的碱溶液边搅拌边浸出的步骤中：浸出温度为20～40℃，浸出时间为0.5～4h，搅拌速度为200～1000r/min。4.根据权利要求1所述的从废旧磷酸铁锂电池中制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于：所述第一预设浓度的无机酸的初始浓度为1～5mol/L，且所述第一预设浓度的无机酸为硫酸、盐酸以及硝酸中的至少一种，优选地为硫酸。5.根据权利要求1所述的从废旧磷酸铁锂电池中制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于，在将所述第一滤渣采用第一预设浓度的无机酸搅拌浸出的步骤中：浸出温度为20～40℃，浸出时间为0.5～10h，搅拌速度为200～1000r/min。6.根据权利要求1所述的从废旧磷酸铁锂电池中制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于，在将所述第一滤渣采用第一预设浓度的无机酸搅拌浸出的步骤中：浸出的终点标识为pH≤0.5。7.根据权利要求1所述的从废旧磷酸铁锂电池中制备电池级磷酸铁的方法，其特征在2CN109179358A权利要求书2/2页于：所述氧化剂的用量为所述第一磷铁锂混合溶液中铁的总摩尔量的110～150％，且所述氧化剂为过氧化氢、过氧化钠、过氧化钾中的至少一种，且优选地为过氧化氢。8.根据权利要求1所述的从废旧磷酸铁锂电池中制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于，在向所述第一磷铁锂混合溶液中加入氧化剂的步骤中：氧化温度为20～40℃，氧化时间为0.5～5h。9.根据权利要求1所述的从废旧磷酸铁锂