[发明专利]一种废旧磷酸铁锂的处理方法

权利要求书

1.一种废旧磷酸铁锂的处理方法，其特征在于，为以下步骤：

( 1)将废旧磷酸铁锂料经过预处理，预处理过程为，将废料经过2-5mol/L氢氧化钠溶液溶解，在温度为80-95℃反应1-2h，然后经过过滤，得到第三滤液和第三滤渣，第三滤渣加入0.1-0.5mol/L盐酸溶液，在温度为40-60℃反应1-2h,得到第四滤渣和第四滤液，将第四滤渣加热纯水进行浆化，浆化料经过永磁除铁器和电磁除铁器进行除铁，除铁至浆化料的磁性物质低于0.5ppm后，进行过滤和洗涤，洗涤至洗涤水的电导率≤50μS/cm后停止洗涤，得到预处理料，预处理料加入磷酸溶液，在温度为80-95℃搅拌反应1-2h,经过过滤，得到第一滤液和第一滤渣，所述磁性物质的测量方法为，称取100g的物料，采用8000GS的磁棒搅拌物料30min，吸附得到的物料经过5-8mol/L的盐酸溶解，得到的溶液采用ICP测量其中的铁、镍、钴、铬、铜和锌含量，铁、镍、钴、铬、铜和锌的重量之和与物料的重量比即为磁性物质的含量；第三滤液循环使用进行废旧磷酸铁锂料的预处理，待第三滤液的铝浓度含量高于200g/L后，通入二氧化碳，使得溶液的pH降低为8-9.5，过滤洗涤烘干，得到BET大于100m²/g的活性氢氧化铝；

( 2)将第一滤液加入硫化物，在温度为35-55℃搅拌反应至溶液中的镍、钴、铜、锌、镉和铅的总含量低于50ppm后停止反应，然后过滤,得到第二滤液和第二滤渣；

( 3)将第二滤液加入铁粉，然后在温度为50-70℃搅拌反应3-5h,得到的浆料经过永磁除铁器和电磁除铁器进行除铁，得到的除铁后料加入电池级碳酸锂，搅拌反应至无气泡产生，得到反应料；

( 4)将反应料加入水溶性有机碳源，搅拌分散溶解，得到的物料进喷雾干燥机进行喷雾干燥，得到干燥料；

( 5)将干燥料放入辊道炉内，在惰性气氛下煅烧，经过粉碎、混料、筛分和除铁后进行真空包装，得到碳包覆磷酸铁锂正极材料。

2.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂的处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中预处理料中的磷酸铁锂与加入的磷酸的摩尔比为1：1.02-1.05,磷酸溶液的浓度为1-5mol/L,得到的第一滤渣加入5-7mol/L的盐酸洗涤，得到的活性炭用于污水处理。

3.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂的处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中硫化物为硫化铵，加入硫化物时，开启引风装置，将产生的硫化氢气体采用氨水吸收，得到的硫化铵溶液返回使用，得到的第二滤渣混合过硫酸铵，在温度为200-300℃煅烧2-3h，然后加入热纯水洗涤，得到镍、钴、铜、锌、镉的溶液和硫酸铅渣，镍、钴、铜、锌、镉的溶液经过萃取分离，得到镍盐、钴盐、铜盐、锌盐和镉盐的晶体。

4.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂的处理方法，其特征在于：所述步骤(3)的第二滤液中的磷与加入铁粉的摩尔比为2:1.01-1.02,铁粉的纯度＞99.5％，碳含量低于0.2％，镍钴铜锌铬的含量均低于30ppm，浆料除铁过程为，先经过5-10级永磁除铁器，永磁除铁器的磁棒的磁强度大于12000GS，再经过2级电磁除铁器，电磁除铁器的磁强度大于15000GS，浆料经过除铁器的流速小于5m/S,浆料除铁后的磁性物质低于0.5ppm；除铁后料中的锂与加入的电池级碳酸锂中的锂的摩尔数之和与除铁后料中的铁的摩尔数之比为1.02-1.03:1。

5.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂的处理方法，其特征在于：所述步骤(4)加入的水溶性有机碳源与反应料中的固体的质量比为0.5-1.5:100，水溶性有机碳源为蔗糖、葡萄糖、水溶性淀粉、聚乙二醇中的至少一种，喷雾干燥采用离心式喷雾干燥机，雾化轮转速为15000-20000r/min,得到的干燥料的水分含量低于1％，D50≤5μm。

6.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸铁锂的处理方法，其特征在于：所述步骤(5)煅烧过程中，总的煅烧时间为24-28h，其中保温时间为12-14h,保温温度为700-750℃。