[发明专利]一种废弃磷酸铁锂正极材料的处理方法

说明书

本发明公开了一种废弃磷酸铁锂正极材料的处理方法。将废弃磷酸铁锂正极材料经过粉碎后过筛，取筛下物，然后放入还原炉内通入还原性气体还原，还原产生的废气通过引风机引出后喷淋吸收得到喷淋吸收液，物料出料得到还原料；将还原料放入纯水中，同时加入水合肼溶液，搅拌后过滤和洗涤，得到滤液和滤渣，滤渣经过干燥、粉碎，得到的粉碎料经过电磁分选后得到还原铁粉；得到的滤液通入二氧化碳后过滤，得到电池级碳酸锂；得到的喷淋吸收液经过精密过滤后，经过TBP萃取后，氨水反萃，经过浓缩结晶得到DAP晶体。本发明工艺简单，成本低，工艺流程短，且能够得到超细铁粉、电池级的碳酸锂和DAP等原料，实现了全组分的回收。

技术领域

本发明涉及一种废弃磷酸铁锂正极材料的处理方法，属于循环经济技术领域。

背景技术

磷酸铁锂(分子式：LiFePO₄；英文：Lithiumironphosphate；又称磷酸锂铁、锂铁磷；简称LFP)，是一种锂离子电池的正极材料。与传统的锂离子二次电池正极材料，尖晶石结构的LiMn₂O₄和层状结构的LiCoO₂相比，LiMPO₄的原物料来源更广泛、价格更低廉且无环境污染。

但是随着电动汽车的发展，磷酸铁锂报废的废旧电池以及生产过程中的磷酸铁锂废料的资源化利用成为大家关注的焦点，目前废旧磷酸铁锂的回收主要有以下几种：

(1)直接将废旧磷酸铁锂经过筛选后搭配新的磷酸铁锂使用，此方法虽然简单，但是搭配之后得到的磷酸铁锂的性能降低，只能用于低端行业；

(2)将磷酸铁锂溶解之后，铁沉淀得到氧化铁红、锂回收、磷酸盐回收，但是此工艺流程长，且产品的附加值低。

由于磷酸铁锂相比较镍钴锰酸锂三元材料，不含有镍钴等金属元素，所以如果采用流程长的工艺去处理，则经济效益就不明显且回收率偏低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种废弃磷酸铁锂正极材料的处理方法，工艺简单，成本低，工艺流程短，且能够得到超细铁粉、电池级的碳酸锂和DAP等原料，实现了全组分的回收，且回收得到的产品附加值高，能够有较大的利润。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

本发明的一种废弃磷酸铁锂正极材料的处理方法，其为以下步骤：

(1)将废弃磷酸铁锂正极材料经过粉碎后过筛，取筛下物，然后放入还原炉内通入还原性气体还原，还原温度为350-500℃，还原时间为5-7h，还原产生的废气通过引风机引出后喷淋吸收得到喷淋吸收液，物料冷却至温度＜45℃，出料在氮气保护下密封存放得到还原料；

(2)将还原料放入纯水中，同时加入水合肼溶液，加热至温度为60-75℃搅拌1-2h，然后过滤和洗涤，得到滤液和滤渣，滤渣经过真空干燥后，采用高压氮气进行气流粉碎，得到的粉碎料经过电磁分选后得到还原铁粉；

(3)将步骤(2)得到的滤液在温度为30-45℃下通入二氧化碳，调节溶液的pH为7.5-8.5,反应1-2h后过滤，得到电池级碳酸锂,得到的滤液返回步骤(2)洗涤还原料；

(4)将步骤(1)得到的喷淋吸收液经过精密过滤后，经过TBP6-9级萃取后，氨水反萃，得到DAP溶液，经过浓缩结晶得到DAP晶体。

所述步骤(1)过筛采用50-80目筛，还原性气体为氢气、甲烷、乙炔、一氧化碳、天然气或者水煤气中的至少一种，还原过程保证还原炉内的压力比大气压高50-500Pa，喷淋采用纯水来吸收。