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廢舊磷酸鐵鋰電池全組分回收方法與流程

1335   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來(lái)源:礦冶科技集團(tuán)有限公司  
2023-09-25 11:40:46
一種廢舊磷酸鐵鋰電池全組分回收方法與流程

1.本發(fā)明屬于廢舊電池回收技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種廢舊磷酸鐵鋰電池全組分回收方法。

背景技術(shù):

2.由于具有長(zhǎng)壽命、高充放電效率、低制造成本以及良好的安全性等優(yōu)點(diǎn),儲(chǔ)能設(shè)備中對(duì)lifepo4(lfp)型電池的需求顯著增加。磷酸鐵鋰電池使用規(guī)模大,不當(dāng)處理會(huì)對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響,這引起了人們對(duì)其退役后妥善處置的擔(dān)憂(yōu)。因此,廢舊lfp電池的回收利用受到了廣泛關(guān)注。

3.廢舊lfp電池的回收主要有兩種方法:(1)火法冶金和(2)濕法冶金。火法在高溫下由于有機(jī)物的分解會(huì)產(chǎn)生有毒尾氣,對(duì)環(huán)境不利;應(yīng)用最廣、效果最佳的方法為濕法回收。濕法回收主要包括選擇性回收(優(yōu)先提鋰)和全回收。選擇性回收主要針對(duì)鋰的回收,浸出時(shí)加入氧化劑使鐵磷沉淀在渣中,后續(xù)回收磷酸鐵還需額外加入大量的酸,相應(yīng)的會(huì)消耗大量的堿調(diào)節(jié)ph值。全回收工藝綜合利用率高,然而,現(xiàn)有技術(shù)存在以下不足:鐵磷鋰等元素的回收率較低,雜質(zhì)浸出率高,且用酸量高,能耗高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

4.本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足,提供一種廢舊磷酸鐵鋰電池全組分回收方法,其能夠提高fe、p、li元素回收率,降低雜質(zhì)浸出率,且降低能耗,還能采用廉價(jià)的高雜質(zhì)含量的廢舊磷酸鐵鋰電池料為原料制備電池級(jí)磷酸鐵、電池級(jí)碳酸鋰及合格負(fù)極石墨粉前驅(qū)體等產(chǎn)品,從而實(shí)現(xiàn)了全組分綜合回收。

5.為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了一種廢舊磷酸鐵鋰電池全組分回收方法,包括以下步驟:(1)將全電池料原料進(jìn)行分選預(yù)處理,得到電池黑粉、第一銅粉和分選溶液;(2)將電池黑粉與二段浸出液混合進(jìn)行一段浸出,過(guò)濾得到一段浸出液與一段浸出渣,將一段浸出渣與酸溶液混合進(jìn)行二段浸出,過(guò)濾得到二段浸出液與二段浸出渣;其中所述二段浸出液在首批提取工藝時(shí)用酸溶液代替;(3)將步驟(2)所述二段浸出渣用于制備負(fù)極石墨粉;(4)將步驟(2)所述一段浸出液進(jìn)行凈化除雜,得到第二銅粉、凈化渣和凈化液;(5)所述凈化液與磷源和/或鐵源,可選的氧化劑混合,反應(yīng)后過(guò)濾得到沉淀母液和沉淀渣;(6)所述沉淀母液循環(huán)返回步驟(2),與所述一段浸出渣一起進(jìn)行所述二段浸出,所述循環(huán)的次數(shù)在兩次以上,直至步驟(5)循環(huán)所得沉淀母液中鋰濃度在20g/l以上;(7)將步驟(5)所得的沉淀渣進(jìn)行洗滌、陳化,過(guò)濾得到二水磷酸鐵,然后經(jīng)過(guò)煅燒后,得到無(wú)水磷酸鐵;(8)將步驟(6)循環(huán)所得的鋰濃度在20g/l以上的沉淀母液進(jìn)行除雜、碳酸化反應(yīng),

制備得到碳酸鋰。

6.在一些優(yōu)選實(shí)施方式中,步驟(2)中,所述酸溶液中酸摩爾用量為所述電池黑粉中鐵摩爾量的1.4-1.9倍。

7.在一些優(yōu)選實(shí)施方式中,所述酸溶液中酸選自硫酸和/或鹽酸。

8.在一些優(yōu)選實(shí)施方式中,步驟(2)中,所述一段浸出和二段浸出的條件各自獨(dú)立地滿(mǎn)足:溫度為20-40℃,液固質(zhì)量比為3-5:1;和/或,浸出時(shí)間為1-3h。

9.在一些優(yōu)選實(shí)施方式中,步驟(3)中,所述制備負(fù)極石墨粉的過(guò)程包括:將步驟(2)所述二段浸出渣通過(guò)硫酸熟化焙燒和酸浸,制備負(fù)極石墨粉前驅(qū)體。本發(fā)明的優(yōu)選方案能夠獲得各金屬雜質(zhì)均小于0.1wt%的負(fù)極石墨粉前驅(qū)體。

10.更優(yōu)選地,步驟(3)中,所述酸浸的條件包括:液固質(zhì)量比為5-15:1,控制反應(yīng)ph值小于0.5,浸出溫度為50-100℃,浸出時(shí)間為6-8h。

11.在一些優(yōu)選實(shí)施方式中,步驟(5)中,所述反應(yīng)的過(guò)程包括:調(diào)節(jié)fe/p摩爾比為1:1-1.05,加入以fe摩爾量計(jì)的理論氧化用量的1-2倍的氧化劑,并加入ph調(diào)節(jié)劑,控制ph在1.6-2.0,控制反應(yīng)的時(shí)間為1-3h。

12.更優(yōu)選地,所述反應(yīng)在水浴、攪拌下進(jìn)行,水浴溫度為40-70℃,優(yōu)選攪拌轉(zhuǎn)速為150-250rpm。

13.更優(yōu)選地,氧化劑緩慢加入,進(jìn)一步優(yōu)選加入速度為0.5-2ml/min。

14.在一些優(yōu)選實(shí)施方式中,步驟(6)中,所述循環(huán)的次數(shù)為2-4次。

15.在一些優(yōu)選實(shí)施方式中,步驟(5)循環(huán)所得沉淀母液中鋰濃度為20-30g/l。

16.在一些優(yōu)選實(shí)施方式中,步驟(7)中,所述洗滌的過(guò)程包括:在液固質(zhì)量比為20-30:1條件下,使用ph值為0.5-5的洗滌水逆流洗滌若干次。

17.在一些優(yōu)選實(shí)施方式中,所述陳化的過(guò)程包括:在磷酸濃度為10-35g/l的溶液中進(jìn)行陳化,液固比為3-10ml/g,陳化溫度為70-90℃,陳化時(shí)間為3-10h。

18.在一些優(yōu)選實(shí)施方式中,步驟(4)中,還包括:在所述凈化除雜得到的凈化液中,補(bǔ)加磷源、鐵源、鋰源中的至少一種來(lái)調(diào)節(jié)fe:p:li摩爾比為1:1:1-1.5,調(diào)節(jié)ph在5-8,并通過(guò)水熱合成法直接制備磷酸亞鐵鋰。

19.本發(fā)明通過(guò)上述技術(shù)方案,尤其是步驟(1)先對(duì)原料進(jìn)行分選預(yù)處理,分選預(yù)處理能夠促進(jìn)銅鋁等雜質(zhì)與黑粉的分離,再配合步驟(2)兩段逆流浸出工藝對(duì)電池黑粉進(jìn)行浸出,并將沉淀母液循環(huán)用于二段浸出的步驟(6)以得到鋰濃度在20g/l以上的富鋰沉淀母液,有效降低雜質(zhì)浸出率,獲得較高的金屬回收率,且耗能低、經(jīng)濟(jì)性好,能夠回收電池級(jí)磷酸鐵、電池級(jí)碳酸鋰、高值銅粉及合格負(fù)極材料前驅(qū)體等高值產(chǎn)品。其中,經(jīng)過(guò)分選預(yù)處理和兩段逆流浸出,有利于顯著提高fe、p、li浸出率(在一些具體實(shí)施方式中fe、p、li回收率相比于傳統(tǒng)直接一段酸浸出的工藝均增加了2-5個(gè)百分點(diǎn)),所得二段浸出液經(jīng)過(guò)凈化除雜后的凈化液中雜質(zhì)含量低,從而利于后續(xù)電池級(jí)產(chǎn)品的制備,所制備的電池級(jí)磷酸鐵具有具有更好的電化學(xué)性能;沉淀母液的循環(huán)浸出提高鋰濃度至適宜范圍,能夠提高鋰的沉淀率,提高直收率,而且避免使用傳統(tǒng)熱蒸發(fā)的方式,能耗降低約50%,節(jié)省了因蒸發(fā)所帶來(lái)的額外生產(chǎn)成本。

20.由于高浸出率和低能耗,本發(fā)明的方法能夠有效處理鋰含量小于2.3wt%的原料。

附圖說(shuō)明

21.為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,應(yīng)當(dāng)理解,以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例,因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

22.圖1是本發(fā)明方法的一種具體實(shí)施方式的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

23.在本文中所披露的范圍的端點(diǎn)和任何值都不限于該精確的范圍或值,這些范圍或值應(yīng)當(dāng)理解為包含接近這些范圍或值的值。對(duì)于數(shù)值范圍來(lái)說(shuō),各個(gè)范圍的端點(diǎn)值之間、各個(gè)范圍的端點(diǎn)值和單獨(dú)的點(diǎn)值之間,以及單獨(dú)的點(diǎn)值之間可以彼此組合而得到一個(gè)或多個(gè)新的數(shù)值范圍,這些數(shù)值范圍應(yīng)被視為在本文中具體公開(kāi)。

24.本發(fā)明提供了一種廢舊磷酸鐵鋰電池全組分回收方法,包括以下步驟:(1)將全電池料原料進(jìn)行分選預(yù)處理,得到電池黑粉、第一銅粉和分選溶液;(2)將電池黑粉與二段浸出液混合進(jìn)行一段浸出,過(guò)濾得到一段浸出液與一段浸出渣,將一段浸出渣與酸溶液混合進(jìn)行二段浸出,過(guò)濾得到二段浸出液與二段浸出渣;其中所述二段浸出液在首批提取工藝時(shí)用酸溶液代替;(3)將步驟(2)所述二段浸出渣用于制備負(fù)極石墨粉;(4)將步驟(2)所述一段浸出液進(jìn)行凈化除雜,得到第二銅粉、凈化渣和凈化液;(5)所述凈化液與磷源和/或鐵源,可選的氧化劑混合,反應(yīng)后過(guò)濾得到沉淀母液和沉淀渣;(6)所述沉淀母液循環(huán)返回步驟(2),與所述一段浸出渣一起進(jìn)行所述二段浸出,所述循環(huán)的次數(shù)在兩次以上,直至步驟(5)循環(huán)所得沉淀母液中鋰濃度在20g/l以上;(7)將步驟(5)所得的沉淀渣進(jìn)行洗滌、陳化,過(guò)濾得到二水磷酸鐵,然后經(jīng)過(guò)煅燒后,得到無(wú)水磷酸鐵;(8)將步驟(6)循環(huán)所得的鋰濃度在20g/l以上的沉淀母液進(jìn)行除雜、碳酸化反應(yīng),制備得到碳酸鋰。

25.步驟(1)中,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需求選擇所述分選預(yù)處理的現(xiàn)有的方式。本發(fā)明所述分選和預(yù)處理的方式可以采用任何現(xiàn)有的分選方式之一,例如風(fēng)選等;所述預(yù)處理的方法為過(guò)搖床、重選等方法之一,在此不再贅述。

26.在一種具體實(shí)施方式中,所述分選預(yù)處理的過(guò)程包括:根據(jù)原料al含量的不同,將原料劃分為低鋁物料和高鋁物料;然后將低鋁物料只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的篩分除掉部分塑料即可;將高鋁物料經(jīng)過(guò)搖床、重選等方法之一進(jìn)行預(yù)處理,將大部分銅鋁分離出來(lái)。

27.在一種更優(yōu)選的實(shí)施方式中,所述分選預(yù)處理使得:使原料中鋁降低到1wt%以下,同時(shí)控制鋰損失率小于1.5%。

28.在另一種更優(yōu)選的實(shí)施方式中,所述分選預(yù)處理使得:原料中鋁、銅去除率分別為75wt%以上和85wt%以上,并控制鋰、鐵、磷的損失率分別在0.5-1wt%、1-2wt%、1-2wt%。

29.本發(fā)明所述第一銅粉為高值銅粉,優(yōu)選其含銅70-80wt%、含鋁15-20wt%。

30.本發(fā)明所述全電池料是指廢舊磷酸鐵鋰電池正極料、負(fù)極料與電解液的混合料。

在一些實(shí)施方式中,可以將廢舊磷酸鐵鋰電池整體電芯進(jìn)行破碎,再經(jīng)風(fēng)選,得到原料。

31.在一種具體實(shí)施方式中,所述原料含鋰2-3wt%、含鋁0-2wt%,含銅4-15wt%,其中含鋁0-1wt%的電池黑粉作為低鋁物料處理,含鋁1-2wt%的電池黑粉則作為高鋁物料處理。

32.本發(fā)明的步驟(2)采取兩段浸出的逆流全浸方式,能夠獲得更高的fe、p、li浸出率與更低的雜質(zhì)浸出率,以及更高的酸利用率,可以降低后續(xù)除雜化學(xué)品消耗量和能耗。與現(xiàn)有的僅直接酸浸出黑粉的工藝相比,本發(fā)明采用低酸浸出高含量組分的電池黑粉,并采用酸浸出低含量組分的一段浸出渣,這種兩段逆流浸出方式,會(huì)提高fe、p、li浸出率,降低雜質(zhì)浸出率,流程上優(yōu)化,并且減少后續(xù)的堿添加量。

33.本發(fā)明的步驟(2)采用兩段逆流浸出,其中,所述逆流是指將所得的二段浸出液與作為步驟(2)原料的電池黑粉進(jìn)行一段浸出;相比于相同條件下的一段浸出,能夠顯著提高有價(jià)元素的浸出率。示例性的,在一些具體實(shí)施方式中,相同酸用量、20℃條件下,以質(zhì)量計(jì),兩段逆流浸出方案中,fe、p、li浸出率分別為98.8%、98.2%和99%;一段浸出方案中,fe、p、li浸出率分別為96.7%、96.4%和95.8%,其低于兩段逆流浸出方案。

34.在一些優(yōu)選實(shí)施方式中,步驟(2)中,所述酸溶液中酸摩爾用量為所述電池黑粉中鐵摩爾量的1.4-1.9倍,例如可以為1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9倍等,更優(yōu)選為1.5-1.7倍。

35.在一些優(yōu)選實(shí)施方式中,所述酸溶液中酸選自硫酸和/或鹽酸。

36.在一些優(yōu)選實(shí)施方式中,步驟(2)中,所述一段浸出和二段浸出的條件各自獨(dú)立地滿(mǎn)足:溫度為20-40℃、例如可以為20、25、30、35、40℃等,液固質(zhì)量比為3-5:1;和/或,浸出時(shí)間為1-3h。該優(yōu)選方案下,本發(fā)明特別利用低溫二段浸出,能夠進(jìn)一步降低鋁等雜質(zhì)的浸出率,同時(shí)進(jìn)一步提高fe、p、li浸出率,以及促進(jìn)更高的酸利用率,并能夠進(jìn)一步降低后續(xù)除雜化學(xué)品消耗量和能耗。

37.本發(fā)明的上述低溫兩段浸出方案,相比于高溫(高于40℃)浸出的方案,fe、p、li浸出率更高,雜質(zhì)浸出率更低;這是由于低溫兩段浸出可減緩二價(jià)鐵離子的氧化沉淀,因此可提高fe、p的浸出率,既可以降低能源消耗也可以顯著抑制雜質(zhì)的浸出。在一種具體實(shí)施方式中,相同條件下,低溫(20℃)兩段浸出方案中,以質(zhì)量計(jì),fe、p、li浸出率分別為98.8%、98.2%和99%,雜質(zhì)al的浸出率為36.2%;高溫(60℃)兩段浸出方案中,以質(zhì)量計(jì),fe、p、li浸出率分別為97.3%、96.4%和99%,雜質(zhì)al的浸出率為75.3%。

38.在一些優(yōu)選實(shí)施方式中,步驟(3)中,所述制備負(fù)極石墨粉的過(guò)程包括:將步驟(2)所述二段浸出渣通過(guò)硫酸熟化焙燒和酸浸。本發(fā)明的優(yōu)選方案能夠制備各金屬雜質(zhì)均小于0.1wt%的電池負(fù)極材料前驅(qū)體。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)有的方法將該前驅(qū)體制備得到電池負(fù)極,然后烘干包裝。

39.可以理解的是,所述硫酸熟化焙燒的過(guò)程包括:加入濃硫酸,進(jìn)行熟化焙燒,以及任選的冷卻。其各階段可以采用現(xiàn)有的方法進(jìn)行,在此不再贅述。

40.更優(yōu)選地,步驟(3)中,所述酸浸的條件包括:液固質(zhì)量比為5-15:1,控制反應(yīng)ph值小于0.5,浸出溫度為50-100℃,浸出時(shí)間為6-8h。

41.本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需求選擇酸浸中酸的種類(lèi),例如本發(fā)明所述酸浸中采用的酸可以為硫酸、鹽酸、硝酸等中的至少一種。酸的濃度和用量滿(mǎn)足上述液固質(zhì)量比和ph值即可。

42.優(yōu)選地,所得電池負(fù)極材料前驅(qū)體的質(zhì)量參數(shù)滿(mǎn)足:以質(zhì)量百分比計(jì),fe《0.1%,al

《0.05%,cu《0.05%,li《0.01%,p《0.1%,si《0.1%,s《0.2%。

43.本領(lǐng)域技術(shù)人員可以采用本領(lǐng)域任何現(xiàn)有的凈化除雜方式用于本發(fā)明,只要能得到前述第二銅粉、凈化渣和凈化液即可。本發(fā)明所述凈化除雜可以采用本領(lǐng)域現(xiàn)有的方法,在此不再贅述。

44.本發(fā)明優(yōu)選地,步驟(4)中,還包括:在所述凈化除雜得到的凈化液中,補(bǔ)加磷源、鐵源、鋰源中的至少一種來(lái)調(diào)節(jié)fe:p:li摩爾比為1:1:1-1.5,并調(diào)節(jié)ph在5-8,并通過(guò)水熱合成法直接制備磷酸亞鐵鋰。

45.所述水熱合成法可以參考現(xiàn)有的方法進(jìn)行,在此不再贅述。

46.在一些優(yōu)選實(shí)施方式中,步驟(5)中,所述反應(yīng)的過(guò)程包括:調(diào)節(jié)fe/p摩爾比為1:1-1.05,可選的緩慢加入以fe摩爾量計(jì)的理論氧化用量的1-2倍的氧化劑,并加入ph調(diào)節(jié)劑,控制ph在1.6-2.0,控制反應(yīng)的時(shí)間為1-3h??梢岳斫獾氖?,此處氧化劑用于浸出凈化液中的二價(jià)鐵,因此以鐵離子的摩爾量計(jì)算所需氧化劑的理論摩爾用量,實(shí)際中氧化劑一般過(guò)量于該理論摩爾用量,本發(fā)明氧化劑用量設(shè)置為理論摩爾用量的1-2倍。

47.所述氧化劑和ph調(diào)節(jié)劑可以同時(shí)加入,也可以分開(kāi)分別加入。

48.更優(yōu)選地,所述反應(yīng)的過(guò)程包括:調(diào)節(jié)fe/p摩爾比為1:1-1.02,緩慢加入以fe摩爾量計(jì)的理論氧化用量的1-2倍的氧化劑,然后加入ph調(diào)節(jié)劑,控制ph在1.8-2.0,控制反應(yīng)的時(shí)間為1-2h。更優(yōu)選地,所述反應(yīng)的溫度為70-90℃。

49.所述調(diào)節(jié)fe/p摩爾比可以通過(guò)加入鐵源和/或磷源的方式。

50.更優(yōu)選地,所述反應(yīng)在水浴、攪拌下進(jìn)行,水浴溫度為40-70℃。優(yōu)選攪拌轉(zhuǎn)速為150-250rpm。

51.優(yōu)選地,本發(fā)明所述氧化劑可以為過(guò)氧化氫、so

2-o2混合氣或者so

2-空氣混合氣中的任一種。

52.優(yōu)選地,本發(fā)明所述ph調(diào)節(jié)劑可以為氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀等中的至少一種。更優(yōu)選地,ph調(diào)節(jié)劑以堿性溶液的形式引入,溶液的濃度為2-5mol/l。

53.步驟(6)中,應(yīng)當(dāng)理解的是,在沉淀母液循環(huán)用于浸出一段浸出渣時(shí),所述沉淀母液與酸一起作為浸出液,進(jìn)行所述二段浸出,那么,計(jì)量時(shí)沉淀母液與酸作為整體浸出液進(jìn)行計(jì)量。

54.在一些實(shí)施方式中,步驟(6)中,所述循環(huán)的次數(shù)為2-5次,例如可以為2,3,4,5次,最優(yōu)選為3次。該優(yōu)選方案下,既保證了較高的金屬浸出率,又能避免雜質(zhì)累積而影響產(chǎn)品純度和回收率。

55.本發(fā)明的發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn),步驟(5)循環(huán)所得沉淀母液中鋰濃度在20g/l以上,能夠提高鋰的沉淀效率,提高收率,降低回收成本。進(jìn)而,采用本發(fā)明步驟(6)的沉淀母液循環(huán)浸出方式,來(lái)提高鋰濃度在上述高范圍,耗能低,經(jīng)濟(jì)性強(qiáng),能夠在適宜的循環(huán)次數(shù)下得到濃度滿(mǎn)足要求的富鋰液。而在富鋰液(也即沉淀母液)中l(wèi)i濃度小于20g/l,會(huì)導(dǎo)致鋰的沉淀效率低,收率低,回收成本增加。且現(xiàn)有技術(shù)中一般采用黑粉浸出液直接蒸發(fā)濃縮的方法提高鋰濃度,但該法需要消耗大量熱能,對(duì)于含氟的廢舊電池原料,溶液中氟的存在還使得蒸發(fā)過(guò)程設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。

56.在一些優(yōu)選實(shí)施方式中,步驟(5)循環(huán)所得沉淀母液中鋰濃度為20-30g/l。在另外一些優(yōu)選實(shí)施方式中,步驟(5)循環(huán)所得沉淀母液中鋰濃度為20-25g/l。

57.步驟(5)所得的沉淀渣為粗磷鐵渣,其經(jīng)過(guò)若干次洗滌,去除部分雜質(zhì);洗滌后陳化一段時(shí)間,得到白色二水磷酸鐵,經(jīng)過(guò)煅燒獲得電池級(jí)無(wú)水磷酸鐵。在所述陳化之后,還可以進(jìn)行任選的洗滌;在所述煅燒之前,還可以進(jìn)行任選的干燥。本發(fā)明步驟(7)中,所述煅燒的條件可以按照本領(lǐng)域現(xiàn)有的條件進(jìn)行。

58.本發(fā)明步驟(7)中,所述洗滌可以包括酸洗和任選的水洗。

59.在一些優(yōu)選實(shí)施方式中,步驟(7)中,所述洗滌的過(guò)程包括:在液固質(zhì)量比為20-30:1條件下,使用ph值為0.5-5的洗滌水逆流洗滌若干次。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要選擇所述逆流洗滌的次數(shù),優(yōu)選為3-5次。

60.所述洗滌水可以為新鮮酸液,也可以為所述陳化后過(guò)濾得到的陳化液;優(yōu)選為后者,所述陳化液經(jīng)酸洗結(jié)束后的過(guò)濾液主要含鋰、磷、鐵,可以加堿后制備磷酸鋰和磷酸鐵,可以用作其他步驟的ph調(diào)節(jié)劑。

61.所述洗滌后得到的洗滌渣經(jīng)過(guò)陳化完成化學(xué)組成與晶型的轉(zhuǎn)變。在一些優(yōu)選實(shí)施方式中,步驟(7)中,所述陳化的過(guò)程包括:在磷酸濃度為10-35g/l的溶液中進(jìn)行陳化,液固比為3-10ml/g,陳化溫度為70-90℃,陳化時(shí)間為3-10h。所述陳化的過(guò)程還包括過(guò)濾,得到陳化液和二水磷酸鐵。

62.本領(lǐng)域技術(shù)人員可以按照現(xiàn)有的方法對(duì)本發(fā)明步驟(8)中所述沉淀母液進(jìn)行除雜、碳酸化反應(yīng),只要能夠得到電池級(jí)碳酸鋰即可,在此不再贅述。

63.本發(fā)明的方法能夠有效處理鋰含量小于2.3wt%的原料中的鋰。

64.本發(fā)明中,所述無(wú)水電池級(jí)磷酸鐵、電池級(jí)碳酸鋰的質(zhì)量參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下表1和表2所示;其可以直接用于電池制備。

65.表1 無(wú)水電池級(jí)磷酸鐵產(chǎn)品質(zhì)量參數(shù)項(xiàng)目單位標(biāo)準(zhǔn)fewt%36.0-36.6pwt%20.5-21.1fe/p/0.96-0.98cawt%≤0.005mgwt%≤0.005nawt%≤0.01niwt%≤0.005znwt%≤0.005cuwt%≤0.002mnwt%≤0.0090pbwt%≤0.009crwt%≤0.009cowt%≤0.005kwt%≤0.005alwt%≤0.0060tiwt%≤0.002mowt%≤0.0020

cdwt%≤0.0030磁性異物ppm≤1000swt%≤0.0400振實(shí)密度g/cm3≥0.60比表面積m2/g8-20表2 電池級(jí)碳酸鋰產(chǎn)品質(zhì)量參數(shù)下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。其中,原料為廢舊磷酸鐵鋰電池的正極料、負(fù)極料與電解液的混合料,也即lfp黑粉,其主要化學(xué)成分為:以質(zhì)量百分比計(jì),fe 19.69%,li 2.28%,cu 5.86%,al 1.62%,p 11.89%。下述實(shí)例中的物料除另有說(shuō)明外,均以質(zhì)量計(jì)。

66.實(shí)施例1一種廢舊磷酸鐵鋰電池全組分回收方法,如圖1所示,具體如下:(1)原料經(jīng)過(guò)分選預(yù)處理,得到組分1、組分2和分選溶液,組分2為含銅72.3%,含鋁18.6%的高值銅粉,組分1進(jìn)入后續(xù)的浸出回收步驟,預(yù)處理過(guò)程中鋁、銅去除率為73.26%和84.33%,鋰、鐵、磷的損失率僅為0.62%、1.25%、1.07%。

67.(2)組分1在液固質(zhì)量比3:1,酸溶液中硫酸摩爾用量為組分1中鐵摩爾量的1.6倍,20℃條件下,經(jīng)過(guò)低溫兩段浸出,過(guò)濾,得到浸出液和浸出渣(即下述一段浸出液和二段浸出渣),fe、p、li渣計(jì)浸出率分別為98.73%、98.17%和98.76%,雜質(zhì)al的浸出率為26.67%。

68.其中,低溫兩段浸出的過(guò)程為:將電池黑粉與二段浸出液混合進(jìn)行一段浸出,過(guò)濾得到一段浸出液與一段浸出渣,將一段浸出渣與酸溶液混合進(jìn)行二段浸出,過(guò)濾得到二段浸出液與二段浸出渣;其中所述二段浸出液在首批提取工藝時(shí)用酸溶液代替;一段浸出時(shí)間為1h,二段浸出的時(shí)間為1h。

69.(3)一段浸出液經(jīng)過(guò)還原凈化和水解凈化,得到高值銅粉(cu 81.34%)、渣和合格凈化液。

70.(4)凈化液進(jìn)行沉淀,條件為:調(diào)節(jié)溶液中fe/p摩爾比為1:1,水浴溫度70℃,攪拌轉(zhuǎn)速200rpm,同時(shí)加入30%h2o2和ph調(diào)節(jié)劑(具體為3mol/l氫氧化鈉溶液),保持ph值為2.0,h2o2加入速度為1ml/min,控制反應(yīng)的時(shí)間1h,h2o2的摩爾用量為溶液中以fe摩爾量計(jì)的理論氧化用量的1.3倍。過(guò)濾,得到沉淀母液1和沉淀渣1。

71.(5)沉淀渣1經(jīng)過(guò)洗滌,其中包括酸洗和水洗;具體的,在總液固質(zhì)量比為25:1條件下,使用ph值為1.5的酸洗洗液逆流洗滌3次,再用水洗洗液逆流洗滌2次。所述酸洗洗液來(lái)源為陳化液(即步驟(6)中的陳化液),所述水洗洗液為純水。陳化液酸洗結(jié)束后主要含鋰、磷、鐵,可加堿制備磷酸鋰和磷酸鐵,返回步驟(3)凈化中調(diào)節(jié)ph值。

72.(6)其中洗滌后過(guò)濾所得的洗滌渣1進(jìn)行陳化,條件為:在磷酸濃度為30 g/l的溶液中進(jìn)行陳化,液固比5ml/g,陳化溫度85℃,陳化時(shí)間8h。過(guò)濾,得到陳化液和二水磷酸鐵。

73.(7)二水磷酸鐵煅燒后得到電池級(jí)磷酸鐵(其產(chǎn)品部分組成如下表3所示)。

74.表3 電池級(jí)磷酸鐵產(chǎn)品分析結(jié)果

元素fepzncupbalcrtis磷酸鐵產(chǎn)品/wt%36.2120.750.0016《0.0010.0040.0020.0040.0010.0048

(8)步驟(4)所得的沉淀母液1返回步驟(2),用于浸出一段浸出渣,重復(fù)上述浸出、以及步驟(3)-步驟(4),過(guò)濾,得到沉淀母液2和沉淀渣2,下表4為循環(huán)三次后沉淀母液中l(wèi)i的分析結(jié)果。

75.表4 循環(huán)浸出后鋰濃度的試驗(yàn)分析結(jié)果類(lèi)型li/g/l沉淀母液17.54沉淀母液215.24沉淀母液321.69(9)沉淀母液3調(diào)節(jié)ph值至6.0經(jīng)過(guò)除雜后與合格的飽和碳酸鈉溶液反應(yīng)制備電池級(jí)碳酸鋰,其部分組成如下表5所示。

76.(10)步驟(2)所得的二段浸出渣經(jīng)過(guò)硫酸熟化焙燒和酸浸得到各金屬雜質(zhì)均小于0.1wt%的合格負(fù)極粉,其部分組成如下表6所示。其中,酸浸的條件包括:液固質(zhì)量比為10:1,控制反應(yīng)ph值為0,浸出溫度為80℃,浸出時(shí)間為8h。

77.表5 電池級(jí)碳酸鋰產(chǎn)品雜質(zhì)含量分析表6 制備負(fù)極粉成分分析雜質(zhì)fealculipsis負(fù)極渣/wt%0.0940.0370.0010.0010.0790.070.16由上分析結(jié)果,可知,制備得到的磷酸鐵和碳酸鋰均符合電池級(jí)的要求,負(fù)極粉也滿(mǎn)足雜質(zhì)要求。本實(shí)施例的鐵、磷、鋰、碳全流程回收率分別為93.82%、92.96%、92.41%、91.86%。

78.實(shí)施例2按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行,不同的是,兩段浸出硫酸用量和溫度不同,具體的,在步驟(2)浸出過(guò)程中,硫酸摩爾用量為組分1中鐵摩爾量的1.7倍,40℃條件下,fe、p、li渣計(jì)浸出率分別為98.89%、98.27%和99.13%,雜質(zhì)al的浸出率為43.75%;并按照實(shí)施例1的方法繼續(xù)后續(xù)步驟。其中,相應(yīng)的,步驟(3)中,高值銅粉中cu 83.59%;步驟(7)所得電池級(jí)磷酸鐵的部分組成如下表7所示;步驟(8)循環(huán)三次后沉淀母液中l(wèi)i的分析結(jié)果如下表8所示;步驟(9)所得電池級(jí)碳酸鋰,其部分組成如下表9所示;步驟(10)所得負(fù)極粉部分組成如下表10所示。

79.表7 電池級(jí)磷酸鐵產(chǎn)品分析結(jié)果

元素fepzncupbalcrtis磷酸鐵產(chǎn)品/wt%36.4620.870.0033《0.0010.0050.0050.0050.0010.0045

表8 循環(huán)浸出后鋰濃度的試驗(yàn)分析結(jié)果類(lèi)型li/g/l沉淀母液17.67沉淀母液216.88沉淀母液323.54表9 電池級(jí)碳酸鋰產(chǎn)品雜質(zhì)含量分析表10 制備負(fù)極粉成分分析雜質(zhì)fealculipsis負(fù)極渣/%0.0860.0320.001《0.0010.0870.0540.15由上述分析結(jié)果可知,所得磷酸鐵和碳酸鋰均符合電池級(jí)的要求,負(fù)極粉也滿(mǎn)足雜質(zhì)要求。本實(shí)施例的鐵、磷、鋰、碳全流程回收率分別為94.23%、93.67%、93.64%、89.44%。

80.實(shí)施例3按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行,不同的是,步驟(2)中硫酸用量不同,具體的,在步驟(2)浸出過(guò)程中,硫酸摩爾用量為組分1中鐵摩爾量的1.4倍條件下,fe、p、li渣計(jì)浸出率分別為97.16%、97.01%和97.05%,雜質(zhì)al的浸出率為21.33%;并按照實(shí)施例1的方法繼續(xù)后續(xù)步驟。其中,相應(yīng)的,步驟(3)中,高值銅粉中cu 82.61%;步驟(7)所得電池級(jí)磷酸鐵的部分組成如下表11所示;步驟(8)循環(huán)三次后沉淀母液中l(wèi)i的分析結(jié)果如下表12所示;步驟(9)所得電池級(jí)碳酸鋰,其部分組成如下表13所示;步驟(10)所得負(fù)極粉部分組成如下表14所示。

81.表11 電池級(jí)磷酸鐵產(chǎn)品分析結(jié)果

元素fepzncupbalcrtis磷酸鐵產(chǎn)品/wt%36.3520.920.003《0.0010.0040.0020.0060.0010.006

表12 循環(huán)浸出后鋰濃度的試驗(yàn)分析結(jié)果類(lèi)型li/g/l沉淀母液17.30沉淀母液216.08沉淀母液322.42表13 電池級(jí)碳酸鋰產(chǎn)品雜質(zhì)含量分析表14 制備負(fù)極粉成分分析雜質(zhì)fealculipsis負(fù)極渣/%0.0890.040.001《0.0010.0910.0580.12

由上述分析結(jié)果可知,所得磷酸鐵和碳酸鋰均符合電池級(jí)的要求,負(fù)極粉也滿(mǎn)足雜質(zhì)要求。本實(shí)施例的鐵、磷、鋰、碳全流程回收率分別為92.11%、92.85%、91.59%、89.51%。

82.實(shí)施例4按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行,不同的是,步驟(8)中沉淀母液的循環(huán)次數(shù)不同,具體的,步驟(8)循環(huán)次數(shù)為四次,并按照實(shí)施例1的方法繼續(xù)后續(xù)步驟,循環(huán)四次后沉淀母液中l(wèi)i的分析結(jié)果如下表15所示。步驟(7)所得電池級(jí)磷酸鐵的部分組成如下表16所示;步驟(9)所得電池級(jí)碳酸鋰,其部分組成如下表17所示;步驟(10)所得負(fù)極粉,其部分組成如下表18所示。

83.表15 循環(huán)浸出后鋰濃度的試驗(yàn)分析結(jié)果類(lèi)型li/g/l沉淀母液17.54沉淀母液215.24沉淀母液321.69沉淀母液428.35表16 電池級(jí)磷酸鐵產(chǎn)品分析結(jié)果

元素fepzncupbalcrtis磷酸鐵產(chǎn)品/wt%36.5420.850.0050.0010.0080.0050.0090.0020.012

表17 電池級(jí)碳酸鋰產(chǎn)品雜質(zhì)含量分析表18 制備負(fù)極粉成分分析雜質(zhì)fealculipsis負(fù)極渣/%0.0930.050.003《0.0010.0980.080.29由上述分析結(jié)果可知,循環(huán)次數(shù)增多,雖然會(huì)提高沉淀母液中鋰的濃度,但是其他雜質(zhì)元素會(huì)富集引起量相對(duì)增多。本實(shí)施例所得磷酸鐵和碳酸鋰均符合電池級(jí)的要求,負(fù)極粉也滿(mǎn)足雜質(zhì)要求。本實(shí)施例的鐵、磷、鋰、碳全流程回收率分別為90.21%、90.68%、90.52%、88.67%。

84.對(duì)比例1按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行,不同的是,不采用分選預(yù)處理,而是原料直接進(jìn)入后續(xù)的浸出回收步驟。其中,步驟(2)中,fe、p、li渣計(jì)浸出率分別為97.52%、97.89%和98.58%,雜質(zhì)al的浸出率為35.41%;步驟(3)中,高值銅粉中cu 83.56%;步驟(7)所得電池級(jí)磷酸鐵的部分組成如下表1-1所示;步驟(8)循環(huán)三次后沉淀母液中l(wèi)i的分析結(jié)果如下表1-2所示;步驟(9)所得電池級(jí)碳酸鋰,其部分組成如下表1-3所示;步驟(10)所得負(fù)極粉部分組成如下表1-4所示。

85.表1-1 磷酸鐵產(chǎn)品分析結(jié)果

元素fepzncupbalcrtis磷酸鐵產(chǎn)品/wt%36.1620.790.01《0.0010.0090.0230.0050.0010.007

表1-2 循環(huán)浸出后鋰濃度的試驗(yàn)分析結(jié)果類(lèi)型li/g/l沉淀母液16.22沉淀母液213.56沉淀母液318.33表1-3 碳酸鋰產(chǎn)品雜質(zhì)含量分析表1-4 制備負(fù)極粉成分分析雜質(zhì)fealculipsis負(fù)極渣/%0.120.180.002《0.0010.090.060.15上述結(jié)果表明,所得磷酸鐵和碳酸鋰中某些雜質(zhì)不符合電池級(jí)的要求,負(fù)極粉也難以滿(mǎn)足雜質(zhì)要求。鐵、磷、鋰、碳全流程回收率分別為86.24%、83.61%、84.71%、93.95%。這是由于除雜過(guò)程各元素共水解沉淀和夾帶損失大。

86.對(duì)比例2按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行,不同的是,步驟(2)采用一段浸出工藝,浸出工藝條件(液固比、溫度)同實(shí)施例1,具體的,步驟(2)浸出過(guò)程為:組分1在與實(shí)施例1相同的浸出條件下,經(jīng)過(guò)低溫一段浸出,浸出時(shí)間為2h,過(guò)濾,得到浸出液和浸出渣,fe、p、li渣計(jì)浸出率分別為96.23%、95.17%和95.75%,雜質(zhì)al的浸出率為25.26%;并按照實(shí)施例1的方法繼續(xù)后續(xù)步驟。其中,相應(yīng)的,步驟(3)中,高值銅粉中cu 80.05%;步驟(7)所得電池級(jí)磷酸鐵的部分組成如下表1-5所示;步驟(8)循環(huán)三次后沉淀母液中l(wèi)i的分析結(jié)果如下表1-6所示;步驟(9)所得電池級(jí)碳酸鋰,其部分組成如下表1-7所示;步驟(10)所得負(fù)極粉部分組成如下表1-8所示。

87.表1-5 電池級(jí)磷酸鐵產(chǎn)品分析結(jié)果

元素fepzncupbalcrtis磷酸鐵產(chǎn)品/wt%36.2620.870.002《0.0010.0050.0020.0040.0010.005

表1-6 循環(huán)浸出后鋰濃度的試驗(yàn)分析結(jié)果類(lèi)型li/g/l沉淀母液17.06沉淀母液214.52沉淀母液320.63表1-7 電池級(jí)碳酸鋰產(chǎn)品雜質(zhì)含量分析

表1-8 制備負(fù)極粉成分分析雜質(zhì)fealculipsis負(fù)極渣/wt%0.0850.030.0010.0010.0810.050.5上述結(jié)果表明,所得磷酸鐵和碳酸鋰中某些雜質(zhì)基本符合電池級(jí)的要求,負(fù)極粉滿(mǎn)足雜質(zhì)要求,但是各元素回收率較低,鐵、磷、鋰、碳全流程回收率分別為88.02%、87.67%、87.88%、90.85%。

88.對(duì)比例3按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行,不同的是,不進(jìn)行步驟(8),也即不循環(huán)沉淀母液,沉淀磷酸鐵后的沉淀母液1中濃度7.54g/l,然后將其進(jìn)行實(shí)施例1的步驟(9)等后續(xù)步驟。其中,相應(yīng)的,步驟(7)所得電池級(jí)磷酸鐵的部分組成如下表1-9所示;步驟(9)所得電池級(jí)碳酸鋰,其部分組成如下表1-10所示;步驟(10)所得負(fù)極粉部分組成如下表1-11所示。

89.表1-9 電池級(jí)磷酸鐵產(chǎn)品分析結(jié)果

元素fepzncupbalcrtis磷酸鐵產(chǎn)品/wt%36.3720.660.0014《0.0010.0040.0010.0030.0010.005

表1-10 電池級(jí)碳酸鋰產(chǎn)品雜質(zhì)含量分析表1-11 制備負(fù)極粉成分分析雜質(zhì)fealculipsis負(fù)極渣/%0.0920.0450.001《0.0010.0750.080.16上述分析結(jié)果表明,沉淀母液不循環(huán)會(huì)導(dǎo)致鋰的回收率大幅降低,負(fù)極粉滿(mǎn)足雜質(zhì)要求,鐵、磷、鋰、碳全流程回收率分別為93.46%、92.55%、81.23%、91.59%。

90.由上述實(shí)施例1-2和對(duì)比例1-3可以看出,采用本發(fā)明的方案能夠獲得更高的金屬綜合回收率,且能制備電池級(jí)的磷酸鐵、碳酸鋰和電池負(fù)極材料前驅(qū)體,且用酸量少,能耗低;而對(duì)比例中,不進(jìn)行分選預(yù)處理,或者僅進(jìn)行低溫一段浸出,或者不進(jìn)行循環(huán)沉淀母液的方案,均無(wú)法達(dá)到本發(fā)明的效果。

91.進(jìn)一步的,通過(guò)實(shí)施例1和實(shí)施例3可以看出,硫酸用量在優(yōu)選范圍時(shí),fe、li、p浸出率和回收率更高。通過(guò)實(shí)施例1和實(shí)施例4可以看出,沉淀母液循環(huán)次數(shù)在優(yōu)選范圍時(shí),回收率更高。

92.以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,但是,本發(fā)明并不限于此。在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi),可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型,包括各個(gè)技術(shù)特征以任何其它的合適方式進(jìn)行組合,這些簡(jiǎn)單變型和組合同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開(kāi)的內(nèi)容,均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。技術(shù)特征:

1.一種廢舊磷酸鐵鋰電池全組分回收方法,其特征在于,包括以下步驟:(1)將全電池料原料進(jìn)行分選預(yù)處理,得到電池黑粉、第一銅粉和分選溶液;(2)將電池黑粉與二段浸出液混合進(jìn)行一段浸出,過(guò)濾得到一段浸出液與一段浸出渣,將一段浸出渣與酸溶液混合進(jìn)行二段浸出,過(guò)濾得到二段浸出液與二段浸出渣;其中所述二段浸出液在首批提取工藝時(shí)用酸溶液代替;(3)將步驟(2)所述二段浸出渣用于制備負(fù)極石墨粉;(4)將步驟(2)所述一段浸出液進(jìn)行凈化除雜,得到第二銅粉、凈化渣和凈化液;(5)所述凈化液與磷源和/或鐵源,可選的氧化劑混合,反應(yīng)后過(guò)濾得到沉淀母液和沉淀渣;(6)所述沉淀母液循環(huán)返回步驟(2),與所述一段浸出渣一起進(jìn)行所述二段浸出,所述循環(huán)的次數(shù)在兩次以上,直至步驟(5)循環(huán)所得沉淀母液中鋰濃度在20g/l以上;(7)將步驟(5)所得的沉淀渣進(jìn)行洗滌、陳化,過(guò)濾得到二水磷酸鐵,然后經(jīng)過(guò)煅燒后,得到無(wú)水磷酸鐵;(8)將步驟(6)循環(huán)所得的鋰濃度在20g/l以上的沉淀母液進(jìn)行除雜、碳酸化反應(yīng),制備得到碳酸鋰。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收方法,其特征在于,步驟(2)中,所述酸溶液中酸摩爾用量為所述電池黑粉中鐵摩爾量的1.4-1.9倍。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收方法,其特征在于,步驟(2)中,所述酸溶液中酸選自硫酸和/或鹽酸。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收方法,其特征在于,步驟(2)中,所述一段浸出和二段浸出的條件各自獨(dú)立地滿(mǎn)足:溫度為20-40℃,液固質(zhì)量比為3-5:1;和/或,浸出時(shí)間為1-3h。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收方法,其特征在于,步驟(3)中,所述制備負(fù)極石墨粉的過(guò)程包括:將步驟(2)所述二段浸出渣通過(guò)硫酸熟化焙燒和酸浸。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的回收方法,其特征在于,所述酸浸的條件包括:液固質(zhì)量比為5-15:1,控制反應(yīng)ph值小于0.5,浸出溫度為50-100℃,浸出時(shí)間為6-8h。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收方法,其特征在于,步驟(5)中,所述反應(yīng)的過(guò)程包括:調(diào)節(jié)fe/p摩爾比為1:1-1.05,加入以fe摩爾量計(jì)的理論氧化用量的1-2倍的氧化劑,并加入ph調(diào)節(jié)劑,控制ph在1.6-2.0,控制反應(yīng)時(shí)間為1-3h;和/或,所述反應(yīng)在水浴、攪拌下進(jìn)行,水浴溫度為40-70℃。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收方法,其特征在于,步驟(6)中,所述循環(huán)的次數(shù)為2-4次,和/或,步驟(5)循環(huán)所得沉淀母液中鋰濃度為20-30g/l。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收方法,其特征在于,步驟(7)中,所述洗滌的過(guò)程包括:在液固質(zhì)量比為20-30:1條件下,使用ph值為0.5-5的洗滌水逆流洗滌若干次;和/或,所述陳化的過(guò)程包括:在磷酸濃度為10-35g/l的溶液中進(jìn)行陳化,液固比為3-10ml/g,陳化溫度為70-90℃,陳化時(shí)間為3-10h。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收方法,其特征在于,步驟(4)中,還包括:在所述凈化除雜得到的凈化液中,補(bǔ)加磷源、鐵源、鋰源中的至少一種來(lái)調(diào)節(jié)fe:p:li摩爾比為1:1:1-1.5,并調(diào)節(jié)ph在5-8,并通過(guò)水熱合成法直接制備磷酸亞鐵鋰。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明屬于廢舊電池回收技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種廢舊磷酸鐵鋰電池全組分回收方法,包括:(1)將全電池料進(jìn)行分選預(yù)處理,得到電池黑粉;(2)將電池黑粉與二段浸出液混合進(jìn)行兩段浸出;(3)將所述二段浸出渣用于制備負(fù)極石墨粉;(4)將所述一段浸出液進(jìn)行凈化除雜,得到第二銅粉、凈化渣和凈化液;(5)所述凈化液添加磷源和/或鐵源,與氧化劑反應(yīng)后過(guò)濾得到沉淀母液和沉淀渣;(6)所述沉淀母液循環(huán)返回步驟(2);(7)將所得的沉淀渣進(jìn)行洗滌、陳化、煅燒,得到無(wú)水磷酸鐵;(8)將鋰濃度在20g/L以上的沉淀母液進(jìn)行除雜、碳酸化反應(yīng),制備得到碳酸鋰。本發(fā)明能夠提高回收元素浸出率和回收率,降低雜質(zhì)浸出率,且降低能耗。且降低能耗。且降低能耗。

技術(shù)研發(fā)人員:孫留根 張正陽(yáng) 楊瑋嬌 楊永強(qiáng) 韋其晉 程俊武 張勝梅 張逸飛 馬鑫銘 張義 彭煜華

受保護(hù)的技術(shù)使用者:礦冶科技集團(tuán)有限公司

技術(shù)研發(fā)日:2022.08.18

技術(shù)公布日:2022/9/20
聲明:
“廢舊磷酸鐵鋰電池全組分回收方法與流程” 該技術(shù)專(zhuān)利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專(zhuān)利(論文)的發(fā)明人(作者)
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