一种废旧磷酸铁锂材料的回收方法

本发明属于废旧电池材料回收利用，尤其涉及一种废旧磷酸铁锂材料的回收方法。

背景技术：

1、随着新能源汽车行业的蓬勃发展，以锂离子电池为代表的动力电池得到了广泛应用。其中，磷酸铁锂(lfp)电池因其结构稳定、体积变化幅度小、热稳定性强、安全系数高和具有优良循环性能等优点，已经在新能源汽车等方面得到了广泛的应用，这也导致lfp电池消费量和报废量逐年递增。大量废旧的lfp电池如不加以合理回收利用，会造成污染环境、资源浪费和危害人体健康等问题，因此，lfp电池材料的高值化回收利用已成为业内关注的热点。

2、现有的废旧lfp电池材料的回收工艺，根据回收工序的特点可分为：化学沉淀法、高温固相修复法、机械活化法等，需要使用强酸溶解、高温焙烧或机械活化等过程破坏lfp结构以释放锂，回收效率较低，锂损失较大。

技术实现思路

1、鉴于现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种工艺简单且锂和铁的回收率高的废旧磷酸铁锂材料的回收方法。

2、为了解决以上问题，本发明采用了如下的技术方案：

3、一种废旧磷酸铁锂材料的回收方法，包括步骤：

4、s1、将废旧磷酸铁锂材料加入到fecl3溶液中调配料浆后浸出，固液分离获得浸出液和浸出渣；

5、s2、对所述浸出渣进行洗涤，获得fepo4产品；

6、s3、向所述浸出液中加入氧化剂将所述浸出液中的fe2+氧化为fe3+，然后对所述浸出液进行浓缩处理得到浓缩液；

7、s4、以tbp为萃取剂、磺化煤油为稀释剂配置萃取有机相，对所述浓缩液进行萃取，分相后获得负载有机相和萃余液；

8、s5、以hcl溶液为反萃剂，对所述负载有机相进行反萃锂处理，获得反萃锂有机相和锂反萃液；

9、s6、以hcl溶液为反萃剂，对所述反萃锂有机相进行反萃铁处理，获得空载有机相和铁反萃液；

10、s7、以所述锂反萃液为原料制备碳酸锂产品。

11、优选地，步骤s1中，按照fecl3与磷酸铁锂的摩尔比为1～1.5：1且固液比为100g/l～500g/l调配料浆，浸出的温度为25℃～70℃。

12、优选地，步骤s3中，所述氧化剂为双氧水。

13、优选地，步骤s3中，按照所述浸出液中fe2+与双氧水的摩尔比为1～1.5：1的比例添加双氧水。

14、优选地，步骤s3中，所述浓缩液中，li+浓度为0.01mol/l～2mol/l，fe3+浓度为0.013mol/l～2.6mol/l，h+浓度为0.05mol/l～0.25mol/l。

15、优选地，步骤s4中，所述萃取有机相中，tbp萃取剂的浓度为0.4mol/l～3mol/l；萃取相比为1～10：1。

16、优选地，步骤s4中获得的萃余液返回至步骤s3中与所述浸出液混合后进行浓缩处理。

17、优选地，步骤s5中，所述hcl溶液反萃剂的浓度为5mol/l～10mol/l。

18、优选地，步骤s6中，所述hcl溶液反萃剂的浓度为0mol/l～0.2mol/l。

19、优选地，步骤s6中，获得的铁反萃液用于步骤s2中对所述浸出渣进行洗涤，洗涤后的液相用于步骤s1中进行调配料浆；获得的空载有机相用于步骤s3中对所述浓缩液进行萃取。

20、本发明提供的废旧磷酸铁锂材料的回收方法，以fecl3溶液为浸取剂，在固液反应体系中利用fecl3同构诱导快速溶浸磷酸铁锂(lfp)材料，经过滤分离得到纯度较高的fepo4，同时得到铁锂共存的氯化物浸出液，然后利用tbp同步萃取铁和锂，再通过分步反萃实现了铁和锂的高效分离，能够分别回收磷酸铁锂中的铁、磷和锂，回收率高且工艺简单。

技术特征：

1.一种废旧磷酸铁锂材料的回收方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，步骤s1中，按照fecl3与磷酸铁锂的摩尔比为1～1.5：1且固液比为100g/l～500g/l调配料浆，浸出的温度为25℃～70℃。

3.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，步骤s3中，所述氧化剂为双氧水。

4.根据权利要求3所述的回收方法，其特征在于，步骤s3中，按照所述浸出液中fe2+与双氧水的摩尔比为1～1.5：1的比例添加双氧水。

5.根据权利要求3所述的回收方法，其特征在于，步骤s3中，所述浓缩液中，li+浓度为0.01mol/l～2mol/l，fe3+浓度为0.013mol/l～2.6mol/l，h+浓度为0.05mol/l～0.25mol/l。

6.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，步骤s4中，所述萃取有机相中，tbp萃取剂的浓度为0.4mol/l～3mol/l；萃取相比为1～10：1。

7.根据权利要求6所述的回收方法，其特征在于，步骤s4中获得的萃余液返回至步骤s3中与所述浸出液混合后进行浓缩处理。

8.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，步骤s5中，所述hcl溶液反萃剂的浓度为5mol/l～10mol/l。

9.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，步骤s6中，所述hcl溶液反萃剂的浓度为0mol/l～0.2mol/l。

10.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，步骤s6中，获得的铁反萃液用于步骤s2中对所述浸出渣进行洗涤，洗涤后的液相用于步骤s1中进行调配料浆；获得的空载有机相用于步骤s3中对所述浓缩液进行萃取。

技术总结
本发明公开了一种废旧磷酸铁锂材料的回收方法，包括：S1、将废旧磷酸铁锂材料加入到FeCl<subgt;3</subgt;溶液中调配料浆后浸出，固液分离获得浸出液和浸出渣；S2、对浸出渣进行洗涤获得FePO<subgt;4</subgt;产品；S3、向浸出液中加入氧化剂以将浸出液中的Fe<supgt;2+</supgt;氧化为Fe<supgt;3+</supgt;，然后对浸出液进行浓缩处理得到浓缩液；S4、以TBP为萃取剂、磺化煤油为稀释剂配置萃取有机相，对浓缩液进行萃取，分相后获得负载有机相和萃余液；S5、以HCl溶液为反萃剂，对负载有机相进行反萃锂处理，获得反萃有机相和锂反萃液；S6、以HCl溶液为反萃剂，对反萃有机相进行反萃铁处理，获得空载有机相和铁反萃液；S7、以锂反萃液为原料制备碳酸锂产品。本发明能够分别回收磷酸铁锂中的铁和锂，回收率高且工艺简单。

技术研发人员：牛勇,时东,宋富根,李丽娟,彭小五,姬连敏,张禹泽,谢绍雷,张利诚,宋雪雪,鲁海龙
受保护的技术使用者：中国科学院青海盐湖研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15