[发明专利]一种从废磷酸铁锂粉末中回收电池级磷酸铁的方法

说明书

本发明公开了一种从废磷酸铁锂粉末中回收电池级磷酸铁的方法，将废磷酸铁锂粉末在酸溶液中浸出，使得磷酸铁锂溶解在硫酸溶液中，同时使得磷酸铁锂和活性炭、PVDF、集流体等分离。之后将双氧水滴加到溶解有废磷酸铁锂的酸溶液中，使其中的亚铁离子氧化成三价铁离子，之后利用各金属离子在Me⁺ⁿ‑H₂O‑PO₄^‑体系中的沉淀顺序不同，选择性沉淀磷酸铁，本发明再选择使用硝酸溶液纯化磷酸铁，使得从废磷酸铁锂中回收得到的磷酸铁达到电池级。本发明改变了传统回收方法使用萃取剂进行除杂的方法，单纯的使用简单易得的酸碱将电池级磷酸铁从报废磷酸铁锂中回收出来，降低了回收成本，适用于大规模化生产。

技术领域

本发明属于废磷酸铁锂电池回收邻域，具体涉及一种从废磷酸铁锂中回收电池级磷酸铁的方法。

背景技术

为了应对日益紧张的能源短缺问题，各国都在推广新能源汽车，新能源汽车的储能设备主要为磷酸铁锂电池，随着新能源汽车的广泛使用，将会产生大量的废旧磷酸铁锂电池，如果处理不当不仅会对生态环境造成严重的破坏，还会造成资源浪费。众所周知，报废动力电池中磷酸铁锂电池占比超过一半，由于其中不含有锰、镍、钴等金属元素，相比于其他动力电池来说其回收的经济效益就小的多，因此对这方面的研究就比较少。然而，废磷酸铁锂电池中含有大量的铁、磷元素，如果能将其中的铁、磷元素以磷酸铁的形式回收，不仅可以使资源循环利用，还可以提高废磷酸铁锂回收的经济效益，从而提高企业对废磷酸铁锂回收的积极性。

目前，从废磷酸铁锂中回收铁、磷资源方法可分为火法、湿法回收两种。对于火法回收，它的优点在于工艺流程短，设备投资少，但其能耗较高，且回收得到的产品附加值较低。湿法回收应用较广，它的优点在于工艺流程简单，并且所用原料常见易得，对产品性能指标容易控制，但其获得的产品中杂质含量较高，除杂过程中投入的费用较高。CN113430322A（磷酸铁锂废旧电池中磷和铁的回收方法）将磷酸铁渣、碳质还原剂和熔剂置于混料机中进行混料,混料时加入粘结剂,将得到的混料加入电炉中进行还原熔炼,还原熔炼温度为1300～1500℃,得到磷铁、含有P₂O₅蒸汽的烟气、以及炉渣等产品。该工艺有效的从废磷酸铁锂中回收到了铁、磷资源，解决了废磷酸铁锂堆放带来的环境问题，但该方法还原熔炼的温度过高，能耗过大，获得的产品不是终端产品，使得回收的经济效益不高。CN112499609 A（利用废磷酸铁锂正极粉提锂渣制备磷酸铁的方法和应用）该工艺是将废磷酸铁锂粉末酸浸之后的铁磷溶液，通过升温的方式析出磷酸铁沉淀，之后洗涤除杂，该方法从废磷酸铁锂中回收出了具有高价值的产品，但在处理过程中需要使用较高温度进行长时间处理，在处理过程中还会用到惰性保护气体，这使得回收的经济效益有所降低。CN111333046 A（一种基于盐酸循环的废磷酸铁锂正极的资）该工艺在回收磷酸铁锂时，主要使用萃取法回收磷酸，通过浓缩热解，水浸获得氧化铁红，氯化锂溶液，该法使得锂、磷、铁得到很好的回收，但在回收的过程中使用到了萃取剂，并且铁以氧化铁的形式回收，这都使得回收的经济效益降低，不利于提高企业回废收磷酸铁锂的积极性。CN 113151682 A（一种磷酸铁锂黑粉的浸出方法）、CN 110790289 A（一种利用废磷酸铁锂正极材料生产氢氧化锂的方法）、CN 109650415 A（一种从报废的磷酸铁锂电池正极粉中提取碳酸锂的方法）等专利主要是针对废磷酸铁锂浸出以及锂资源的回收，而针对磷、铁等资源的高经济效益的回收的相关研究较少，当前磷酸铁锂的价格日趋走高，能够制备出磷酸铁锂的优质磷酸铁的价格也水涨船高，如果能从废磷酸铁锂中低成本回收出磷酸铁，必定能提高企业对报废电池回收的积极性。

发明内容