[发明专利]一种高纯锂及高纯锂的提取方法、应用

说明书

一种高纯锂及高纯锂的提取方法、应用，包括以下步骤：磷酸铁锂电池废料粉加水浆化，加入酸及氧化剂反应，过滤得到含锂滤液和废渣；在含锂滤液加入氯化盐溶液得到混合溶液，再用萃取剂萃取混合溶液中的锂，得到反萃锂液，反萃锂液经蒸发酸和水，制备得到高纯氯化锂；其工艺简单、成本低廉且锂回收率高、锂产品纯度高，有利于促进磷酸铁锂电池废料的回收。

技术领域

本发明涉及高纯锂提取的技术领域，具体涉及一种高纯锂及高纯锂的提取方法、应用。

背景技术

随着新能源行业的迅猛发展，磷酸铁锂电池因其工作电压高、能量密度大、安全性能好、无记忆效应等优点被大力发展。但随之而来的，是大批废旧电池达到报废时限，而锂矿资源的开发利用逐渐受限，合理回收利用废旧磷酸铁锂电池并高效回收锂资源成为迫在眉睫的问题。

目前磷酸铁锂废旧电池的一般处理流程是经放电拆解得到正极粉，利用酸溶解的同时加入氧化剂，使磷酸铁和锂得以分离，得到的含锂滤液加入碳酸钠使碳酸锂沉淀(CN103280610A，CN111206161A)。但碳酸钠沉锂的方法一般一次沉锂率仅达到80％，需要将沉锂母液多次循环使用，才能保证锂的综合回收率达到99％以上，而产品纯度也因钠的存在无法简便的提升至电池级。

而采用萃取法萃取锂是目前已经比较成熟的工艺，且通过调整体系参数，可使锂回收率和萃取率均达到99％以上。本发明中采用的是中国科学院青海盐湖研究所提出的TBP萃取体系(CN1005145B)，其中，以煤油作为稀释剂，以TBP作为萃取剂，以三氯化铁作为协萃剂，形成LiFeCl4铁络酸盐，该萃取体系在过去几十年受到了广泛的关注，一直用于盐湖卤水提锂，且通过我们对工艺的改进，可在长期使用过程中稳定运转，有机相也可长期循环使用(CN111793755A)，但截至目前将其应用于磷酸铁锂电池废料提锂中的研究相对较少。中南大学利用该体系处理模拟的三元材料浸出液，锂萃取率可达到99％但产品纯度未知(赵天瑜，有色金属科学与工程，2019)。而西南交通大学虽然是利用该体系处理磷酸铁锂电池废料，但锂回收率仅为85％，且文中未提及锂产品纯度，体系中产出的大量酸碱废水等无处理措施，成本较高(王艺博，西南交通大学，2019)。此外，选用一种高效离心萃取机(CN110876857A)作为萃取设备，可明显降低萃取剂的用量，减少占地面积的同时减少资源损耗。综合来看，以离心萃取机为设备，利用萃取法回收磷酸铁锂电池废料中的锂有利于改善磷酸铁锂废旧电池回收方法和设备短缺的局面。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种高纯锂及高纯锂的提取方法、应用，其工艺简单、成本低廉且锂回收率高、锂产品纯度高，有利于促进磷酸铁锂电池废料的回收。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种高纯锂的提取方法，包括以下步骤：

磷酸铁锂电池废料粉加水浆化，加入酸及氧化剂反应，过滤得到含锂滤液和废渣；在含锂滤液加入氯化盐溶液得到含锂混合液，再用萃取剂萃取含锂混合液中的锂，得到反萃锂液，反萃锂液经蒸发酸和水，制备得到高纯氯化锂。

本发明提供一种高纯锂的提取方法，其工艺简单、成本低廉且锂回收率高、锂产品纯度高，有利于促进磷酸铁锂电池废料的回收。

进一步，磷酸铁锂电池废料粉在25-100℃条件下加水浆化，加入酸及氧化剂，维持在25-100℃温度条件下，反应2-5h，过滤得到含锂滤液和废渣。

进一步，酸为浓盐酸。

进一步，酸中H⁺与磷酸铁锂废料中Li⁺摩尔比为0.5-3:1。

进一步，所述氧化剂为氯酸钠、次氯酸钠或双氧水中的一种或几种。

进一步，所述氧化剂与磷酸铁锂中锂离子摩尔比为0.5-3:1。

进一步，对含锂滤液与氯化物盐溶液配比形成混合溶液，混合溶液中氯离子的浓度≥6M。