一种废旧磷酸铁锂材料酸法经济回收锂的方法.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CN113666397A(43)申请公布日2021.11.19(21)申请号202110963864.3(22)申请日2021.08.21(71)申请人福州大学地址350108福建省福州市闽侯县福州大学城乌龙江北大道2号福州大学(72)发明人刘慧勇傅云晗盛必波杨茜(74)专利代理机构福州元创专利商标代理有限公司35100代理人蔡学俊(51)Int.Cl.C01D15/08(2006.01)H01M10/0525(2010.01)H01M10/54(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种废旧磷酸铁锂材料酸法经济回收锂的方法(57)摘要本发明公开了一种废旧磷酸铁锂材料酸法经济回收锂的方法，将废旧磷酸铁锂粉末与浓硫酸和水调成浆料，加热条件下进行曝气搅拌氧化反应，然后加入过氧化氢继续进行加热搅拌氧化反应，过滤，滤液先用碳酸钙溶液调整pH值，以防局部pH过高，避免锂与残留的磷酸根结合，接着加入石灰调节pH除去镁镍钴锰铝铁铜等杂质，过滤后加入饱和碳酸锂除钙，过滤，最后在滤液中通二氧化碳沉降回收碳酸锂。本发明方法从报废磷酸铁锂动力电池中制得高纯碳酸锂，改变了传统回收方法使用强酸和双氧水进行酸溶的方法，用曝气这一简单环保的方法代替大部分的过氧化氢，大大减少了过氧化氢和酸的使用，降低了回收成本，简单且更环保，适用于大规模工业生产。CN113666397ACN113666397A权利要求书1/1页1.一种废旧磷酸铁锂材料酸法经济回收锂的方法，其特征在于：包括如下步骤：1）将废旧磷酸铁锂粉末、浓硫酸和水混合成浆料；2）往步骤1）的浆料中通入空气，曝气搅拌；3）待步骤2）曝气停止，加入H2O2，继续搅拌；4）将步骤3）得到的浆料过滤，分离出磷酸铁和PVDF，在滤液中先加入碳酸钙调节pH，再加入石灰调节pH，过滤，在滤液中加入饱和碳酸锂，过滤；5）在步骤4）得到的滤液中通二氧化碳沉降，过滤、洗涤、烘干得到碳酸锂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1）中废旧磷酸铁锂粉末的粒径为60~150目，其中含铁30~35wt.%、锂3.5~4.5wt.%、磷18~23wt.%和钠、镁、镍、钴、锰等微量杂质。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1）中废旧磷酸铁锂粉末、浓硫酸和水的重量比为5：1.5~2：20。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2）中反应温度为40~70℃，曝气时间为5~6小时，空气流量为2~5L/min。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤3）中过氧化氢与锂的摩尔比为0.1~0.5：1，反应时间为12小时，锂的浸出率大于95%。~6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤4）中碳酸钙调节pH=5~6，石灰调节pH=10。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤5）中反应温度为20~50℃，反应时间为1~3h，二氧化碳流量为0.5~2L/min，搅拌速度为200~300rpm。2CN113666397A说明书1/3页一种废旧磷酸铁锂材料酸法经济回收锂的方法技术领域[0001]本发明属于报废锂离子电池回收领域，具体涉及一种废旧磷酸铁锂材料酸法经济回收锂的方法。背景技术[0002]随着当今社会对环境保护要求的持续上升，锂离子动力汽车的需求不断上升，同时5G时代的到来，全球范围内5G基站随之不断扩建；磷酸铁锂电池鉴于它优秀的低污染、安全性、稳定性和长寿命，磷酸铁锂电池的产量呈爆发式增长。随着磷酸铁锂电池被广泛应用的同时，一方面大量的废磷酸铁锂电池随之产生，造成严重的环境压力。另一方面，随着锂电池的快速发展，锂资源贫乏的问题愈发突出，尤其是近两年锂盐价格的持续上涨。如何使报废的磷酸铁锂动力电池高效环保的回收利用已成为当今社会普遍关注的问题。[0003]目前，磷酸铁锂的从回收方法可分为火法回收、湿法两种。火法回收磷酸铁锂尚处于研究阶段，研究尚不成熟，虽然其工艺流程简短且投资较少，但回收产品杂质含量过高，所以对原料的杂质含量要求严格，受原料的限制，其应用范围不大；湿法回收的原料适应性相对较强，对杂质都有相应的除杂工序，可应用于大规模工业化生产，湿法回收的工艺流程主要为酸性氧化浸出‑净化除杂‑合成碳酸锂，但其酸浸酸量消耗过大，相对应的碱量需求随之上涨，造成了酸碱量和过氧化氢的浪费。CN109485027A(一种锂电池正极材料磷酸铁锂的回收方法)将磷酸铁锂正极粉末加入不同浓度的强酸酸浸再用强碱调到弱碱，最终获得氢氧化锂产品。虽然该方法可以较大程度回收纯度较高的氢氧化锂，但是该方法通过两次酸浸，严重增加了酸碱的损耗，对回收成本和环境的要求提出更高的要求。CN111285341A（一种从废弃磷酸铁锂电池中提取电池级磷