[发明专利]铱氯桥二聚体的应用

说明书

本发明公开了一种铱氯桥二聚体应用，回收废旧磷酸铁锂粉中的磷酸铁。本发明采用铱氯桥二聚体在光照下会产生单线态氧，与有机配体形成具有强光敏性的金属配合物，并选择性强化氧化磷酸铁锂材料，将其转化为难溶性磷酸铁沉淀，达到高效分离各组分和回收产品的目的。利用铱氯桥二聚体回收废旧磷酸铁锂粉中的磷酸铁回收率高于96％，同时回收废旧磷酸铁锂粉中的磷酸铁的纯度均高于98％。

技术领域

本发明涉及资源循环利用技术领域，特别是涉及一种铱氯桥二聚体的应用。

背景技术

磷酸铁锂作为一种新型锂离子电池正极材料，由于其安全性能好、循环性能优异以及使用寿命长等诸多优点而广泛应用在储能、通信基站、新能源汽车等领域。随着我国新能源汽车的快速发展和退役数量的逐年增长，回收退役磷酸铁锂电池已然成为一大现实问题。此外，磷酸铁锂电池富含磷酸铁，从回收市场和资源循环利用的角度出发，实现对废旧磷酸铁锂电池中磷酸铁的高值化回收具有一定的经济效益。然而，目前废旧磷酸铁锂动力电池的回收主要以湿法工艺为主，通过酸和氧化剂相结合方式，将预处理后的废旧磷酸铁锂活性材料中各组分转化为水溶性的Li盐和难溶性FePO₄，从而实现各组分有效回收。但存在着酸碱消耗量大，回收产品收率和纯度低等问题。

例如传统采用低浓度的无机酸与废旧磷酸铁锂粉混合，并于高温和富氧下反应，转化成难溶的磷酸铁浸出渣和水溶性Li盐。该方法可实现Li⁺与FePO₄分离并分别回收相应产品，但由于酸性体系下仍有部分Fe³⁺和PO₄^3-溶出，后期余酸中和阶段会造成部分Li⁺的夹带损失，导致回收的Li₂CO₃收率和纯度偏低。此外还有通过使用废旧磷酸铁锂粉与三价铁盐、氧化剂混合反应，得到锂液和含磷酸铁和三价铁盐的浸出渣；锂液经过调节pH和加入碳酸盐，得到粗碳酸锂；含磷酸铁和三价铁盐的浸出渣经稀酸洗涤，回收磷酸铁和三价铁盐。虽然可实现Li和FePO₄的分别回收，但操作繁琐，但组分分离不彻底，造成Li和FePO₄的回收率低，产品纯度不高，以碳酸锂形式回收的锂的回收率最高仅为95.12％。

发明内容

基于此，为了提高废旧磷酸铁锂粉中的磷酸铁的产品纯度和收率，有必要提供一种铱氯桥二聚体的应用。

本发明提供一种铱氯桥二聚体的应用，所述铱氯桥二聚体应用于回收废旧磷酸铁锂粉中的磷酸铁。

在其中一个实施例中，所述铱氯桥二聚体的结构通式为：

其中，R₁与R₂各自独立地选自A选自如下任一所示的基团：其中：*表示连接或稠合位点，

X₁～X₄各自独立地选自H、F、Cl或Br，Y₁每次出现，独立地选自N或CR₃；R₃每次出现，分别独立地选自：-H、-D或具有1至5个C原子的直链烷基。

在其中一个实施例中，所述铱氯桥二聚体的结构如式(1-1)以及(1-4)所示中的一种：

在其中一个实施例中，所述废旧磷酸铁锂粉的化学元素组成以重量百分数计包括：2％～5％的锂、25％～35％的铁、15％～25％的磷、0.1％～0.5％的铝、0.01％～0.1％的铜、0.0001％～0.01％的锰、0.0001％～0.01％的钴、35％～42％的氧、5％～12％的碳、0.0001％～0.01％的镍以及0.0001％～0.01％的氟。

在其中一个实施例中，回收废旧磷酸铁锂粉中的磷酸铁的步骤包括：