[发明专利]一种磷酸铁锰制备过程中母液分步回收利用的方法

说明书

本发明属于锂电池正极材料制备技术领域，特别是涉及到一种磷酸铁锰制备过程中母液分步回收利用的方法，包括将磷酸铁锰制备过程中母液经萃取、反萃等步骤，水溶液、萃余液、有机相经再生后循环使用；还包括针对MnSO₄·H₂O、FeSO₄·7H₂O碱化氧化沉淀制备过程中母液的回收利用过程，包括将碱化氧化沉淀过程母液经加热蒸发浓缩、冷却结晶等步骤，以副产品硫酸钠或硫酸铵的形式回收利用，提高了资源的利用率，同时又能减少含磷、氮、重金属离子的酸性废水的产生和排放，减少对环境的污染，并有效地降低了磷酸铁锰的生产成本。

技术领域

本发明属于锂电池正极材料制备技术领域，特别是涉及到一种磷酸铁锰制备过程中母液分步回收利用的方法。

背景技术

磷酸铁锰锂电池材料因电导率高、低温倍率性能好、安全性高、循环寿命长、稳定性强等特点，是未来橄榄石型磷酸盐正极材料的发展趋势之一。因共沉淀法制备的磷酸铁锰颗粒均匀，能够实现原子级别的混合，产品易处理，性能好，为此人们进行了大量的研究工作。共沉淀法是指将锰源、铁源、磷源，以及其它的化合物，在一定的条件下反应并析出沉淀，然后洗涤、干燥得到磷酸铁锰产品。

目前磷酸铁锰的技术研究中只关注磷酸铁锰的合成技术及产品的结构和性能，如中国专利公开号为CN104518217A公开了一种电池级磷酸铁锰的制备方法，中国专利公开号CN105244497A公开了磷酸铁锰中间体及磷酸铁锰锂/碳复合材料的制备方法，中国专利公开号CN107697899A电池级磷酸铁锰的制备方法、磷酸铁锰锂、电池正极材料及二次电池的制备方法等。

上述制备磷酸铁锰的技术中，没有对制备过程中产生的母液进行研究，这些母液中含有大量Mn²⁺、Fe²⁺、H⁺、PO₄^3-、SO₄^2-、NH₄⁺、Na⁺等，现有的技术不仅不能回收利用母液中的有用成分，造成严重的资源浪费，而且还要采用复杂的工艺及昂贵的成本处理母液中的磷、氮、酸、重金属离子等污染物，增加环保的压力及磷酸铁锰的生产成本。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种磷酸铁锰制备过程中母液分步回收利用的方法，从而解决现有技术中采用共沉淀工艺制备磷酸铁锰时，所产生母液造成的环境污染，以及锰、铁、磷等资源浪费的技术问题。

针对上述问题，本发明提供一种磷酸铁锰制备过程中母液分步回收利用的方法，其特征在于，该方法包括：

(1)在常温下，使用碱调节磷酸铁锰制备过程中过滤除去滤饼后的母液的pH值为2.0～5.0，优选2.0-3.5，按照一定的体积百分比加入萃取剂进行萃取，得到负载有机相和水溶液；(2)负载有机相采用稀硫酸进行反萃，得到有机相和萃余液。

优选的，还包括针对MnSO₄·H₂O、FeSO₄·7H₂O碱化氧化沉淀制备过程中过滤除去滤饼后的母液的回收利用过程，包括(1)将碱化氧化沉淀制备过程的母液经蒸发浓缩至浓度为3～5mol/L；(2)然后加入硫酸钠或硫酸铵晶种，进行冷却结晶；(3)过滤分离得到副产品硫酸钠或硫酸铵固体。

更优选的，针对MnSO₄·H₂O、FeSO₄·7H₂O碱化氧化沉淀制备过程包括：将MnSO₄·H₂O、FeSO₄·7H₂O混合盐溶液，加入碱调节反应体系的pH值至8.0～13.0，优选10.0-12.0，继续向反应釜中加入H₂O₂，反应结束后过滤得到滤饼和母液。