[发明专利]一种从磷酸铁锂电池提锂后的铁磷渣中回收磷酸铁的方法

说明书

本发明提供了一种从磷酸铁锂电池提锂后的铁磷渣中回收磷酸铁的方法。先将磷酸铁锂电池提锂后的铁磷渣与水混合调浆后，与酸反应，固液分离后，获得含铁磷离子的浸出液，再经过加铁置换除铜、树脂除铝后得到净化液，通过添加七水磷酸铁或磷酸调配磷铁比，获得一定P∶Fe的合成原液，加入双氧水和氨水，调节pH获得磷酸铁前驱体沉淀，经过后处理，得到电池级磷酸铁前驱体产品。本发明提供的回收方法能够对废旧磷酸铁锂电池提锂后的铁磷渣进行回收，原料适应性较好，无论是否含正负极碳粉及铜铝杂质的铁磷渣均能实现回收，而且，铁和磷的回收率高，所得磷酸铁前驱体材料纯度高，另外，该回收方法流程简单、生产成本低，且环境友好。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，特别涉及一种从磷酸铁锂电池提锂后的铁磷渣中回收磷酸铁的方法。

背景技术

磷酸铁锂动力电池化学性质稳定、安全性能好且使用寿命较长，同时由于原材料价格低廉，其仍占据动力电池半壁江山；近年来在各种电动汽车和储能领域上应用广泛。大量生产、应用的背后意味着每年都会有大量的废弃磷酸铁锂电池产生。根据中汽协新能源车产销数据测算磷酸铁锂材料电池市场保有量，推算出2020年退役磷酸铁锂电池20.31GWh，18.47万吨。2025年退役磷酸铁锂电池33.96GWh，21.23万吨，因此从回收市场看来，退役动力磷酸铁锂电池回收利用是具有广阔发展前景的。同时，从环境角度分析，虽然锂离子电池号称绿色电池，但是其也被归类为易燃性、浸出毒性、腐蚀性等的有毒有害电池，因此，对废旧磷酸铁锂电池进行回收及再利用刻不容缓。

废旧磷酸铁锂电池中Li含量低而Fe、P含量高，但Li回收价值高而Fe和P的回收价值低。废旧磷酸铁锂电池回收部分工艺为氧化法回收，将锂回收为高价值的碳酸锂或氢氧化锂产品，但是碳粉和磷酸铁基本都以废渣形式存在，既对环境造成一定的污染，又未将Fe、P价值最大化。

专利申请CN110835683A公开了一种废旧锂离子电池材料中选择性提取锂的方法，该法以废旧锂离子电池为原料，经过电池拆分、破碎筛选得到磷酸铁锂正极材料，正极材料经过氧化焙烧、用水调浆、加入氯化钙或石灰乳溶液反应转型，过滤分离得到含锂溶液和转型渣，锂溶液可进一步加工为锂产品，但对转型渣未做回收方法说明。

专利CN106785166B公开了一种从磷酸亚铁锂废旧电池中回收锂制备电池级碳酸锂的方法，该法以磷酸亚铁锂废旧电池为原料，通过电池拆解、圆盘造粒、高温焙烧、酸化浸出、深度转型、碱化除杂、纯碱沉锂等步骤获得电池级碳酸锂产品，但对酸浸渣即铁磷渣未做回收方法说明。

专利申请CN109534372A公开了一种利用磷酸铁锂废料制备碳酸锂的方法，该法针对磷酸铁锂废料，通过次钠混合、加酸氧化反应、过滤淋洗、浓缩除杂、碱化除杂、纯碱沉锂获得碳酸锂产品，但对淋洗得到的铁磷渣未做回收方法说明。

已有专利申请和期刊等文献虽然公开或报道了多种废旧磷酸铁锂电池回收方法，但大部分现有技术未考虑磷酸铁锂电池资源的全回收，仅回收价值观、含量少的Li，未回收价值相对低、高含量的Fe和P，一方面浪费Fe和P资源，同时会对环境造成一定的影响。另外，个别现有技术如CN110683528虽涉及对废旧磷酸铁锂电池提锂后的铁磷渣进行回收，但是其回收方法的原料适应性较差，针对的仅是纯磷酸铁废料，需要预先将废旧电池的正负极碳粉及其它杂质拆除分离完全，未对废旧磷酸铁锂电池提锂后的含碳铁磷渣的回收工艺进行研究，同时其回收效果欠佳。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种从磷酸铁锂电池提锂后的铁磷渣中回收磷酸铁的方法。本发明提供的回收方法能够对废旧磷酸铁锂电池提锂后的铁磷渣中高效回收磷酸铁前驱体。

本发明提供了一种从磷酸铁锂电池提锂后的铁磷渣中回收磷酸铁的方法，包括以下步骤：

S1)将磷酸铁锂电池提锂后的铁磷渣与水混合调浆，得到调浆液；

S2)将所述调浆液与酸液混合反应后，固液分离，得到分离液A；