本發明屬于鋰電池回收，具體涉及一種廢舊磷酸鐵鋰正負極混合提鋰渣回收磷酸鐵的方法及應用。

背景技術：

1、磷酸鐵鋰電池因其良好的循環穩定性和安全性在電動汽車和儲能領域得到了廣泛的應用。然而，鋰離子電池有限的使用壽命導致大量的磷酸鐵鋰電池退役。工業上對磷酸鐵鋰電池回收的工業主要是將電池拆解破碎，打粉分選，得到廢舊磷酸鐵鋰正負極混合料，對廢舊磷酸鐵鋰正負極混合料進行提鋰回收。提鋰完成后提鋰渣中含有大量的磷酸鐵、石墨渣和少量銅、鋁、鋰元素。大多數企業未重視提鋰渣的回收價值，將提鋰渣作為固廢處置，造成了資源浪費和環境影響。針對現有的廢舊磷酸鐵鋰正負極混合粉濕法冶金回收工藝對提鋰渣的利用率不足的問題，有必要開發一種回收利用廢舊磷酸鐵鋰電池正負極混合料提鋰渣方法。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種廢舊磷酸鐵鋰正負極混合提鋰渣回收磷酸鐵的方法及應用，該方法通過鹽酸浸出分離石墨渣和磷酸鐵渣，石墨渣經過處理可運用至耐火材料，磷酸鐵渣經過鐵粉除雜、氧化、氨水和磷酸二氫銨合成得到再生磷酸鐵；提鋰渣中少量的鋰元素通過濃縮可回用至提鋰工藝。對提鋰渣進行回收處理，增加了廢舊磷酸鐵鋰電池回收的經濟效益，減少了固體廢棄物的產生。其具體方案如下：

2、根據本發明的第一方面，本申請中一個或多個實施例提供一種廢舊磷酸鐵鋰正負極混合提鋰渣回收磷酸鐵的方法，其包括：

3、步驟一，將廢舊磷酸鐵鋰正負極混合提鋰渣與鹽酸置于反應釜浸出其中的金屬元素，過濾得到濾液與石墨渣；

4、步驟二，檢測濾液中的銅離子和鋁離子的含量，計算出所需鐵粉用量，在濾液中加入鐵粉去除濾液中的銅離子和鋁離子，調節ph去除鋁離子，再使用氧化劑將濾液中二價鐵氧化為三價鐵；

5、步驟三，向濾液中加入氨水和磷酸二氫銨，其中，氨水用于調節ph，磷酸二氫銨用于調節鐵磷比至0.96～1.02，通過合成反應合成二水磷酸鐵沉淀，固液分離得到二水磷酸鐵和含鋰濾液；

6、步驟四，二水磷酸鐵沉淀經過洗滌干燥變為再生磷酸鐵。

7、根據本發明的上述技術方案，還可以作出以下改進：

8、其中，所述鹽酸的濃度為25～40％，鹽酸的實際使用量為理論使用量的1～1.4倍。

9、其中，所述鹽酸浸出的反應溫度為40～80℃，反應時間為1～4h。

10、其中，所述氧化劑為氧氣、過氧化氫、氯氣中的至少一種。

11、其中，所述氧化時間為10～30min，氧化溫度為40～80℃。

12、其中，所述合成反應的溫度為40～100℃，合成反應的時間為30～90min。

13、其中，所述合成反應的ph為1～3。

14、其中，所述磷酸二氫銨的濃度為1.2～2mol/l。

15、根據本發明的第二方面，本申請中一個或多個實施例提供一種廢舊磷酸鐵鋰正負極混合提鋰渣回收磷酸鐵的方法的應用，其特征是，將步驟一獲得的石墨渣經過洗滌、干燥后用作耐火材料，步驟三獲得的含鋰濾液濃縮后用于提取鋰元素。

16、根據本發明的第三方面，本申請中一個或多個實施例提供一種廢舊磷酸鐵鋰正負極混合提鋰渣回收磷酸鐵的方法的應用，采用上述任意一項所述的一種廢舊磷酸鐵鋰正負極混合提鋰渣回收磷酸鐵的方法從廢舊磷酸鐵鋰正負極混合提鋰渣回收有價元素。。

17、本發明的有益效果是：

18、與現有技術相比，本發明提供了一種廢舊磷酸鐵鋰正負極混合提鋰渣回收磷酸鐵的方法及應用，本申請實施例通過鹽酸浸出廢舊磷酸鐵鋰正負極混合料提鋰渣中的金屬離子，分離石墨渣與有價金屬元素。通過氧化、合成沉淀形成二水磷酸鐵，二水磷酸鐵經過洗滌干燥成為再生磷酸鐵，提鋰渣中殘留的鋰元素由溶液濃縮回用至提鋰工藝。本申請實施例基于廢舊磷酸鐵鋰正負極混合料提鋰渣資源浪費和環境污染問題，提出了廢舊磷酸鐵鋰正負極混合料提鋰渣回收磷酸鐵的方法，有效的回收利用廢舊磷酸鐵鋰正負極混合料提鋰渣，為工業上廢舊磷酸鐵鋰提鋰渣的處理問題提供了新的方法。

技術特征：

1.廢舊磷酸鐵鋰正負極混合提鋰渣回收磷酸鐵的方法，其特征是，包括以下步驟：

2.如權利要求1所述的廢舊磷酸鐵鋰正負極混合提鋰渣回收磷酸鐵的方法，其特征是，所述鹽酸的濃度為25～40％，鹽酸的實際使用量為理論使用量的1～1.4倍。

3.如權利要求2所述的廢舊磷酸鐵鋰正負極混合提鋰渣回收磷酸鐵的方法，其特征是，所述鹽酸浸出的反應溫度為40～80℃，反應時間為1～4h。

4.如權利要求1所述的廢舊磷酸鐵鋰正負極混合提鋰渣回收磷酸鐵的方法，其特征是，所述氧化劑為氧氣、過氧化氫、氯氣中的至少一種。

5.如權利要求4所述的廢舊磷酸鐵鋰正負極混合提鋰渣回收磷酸鐵的方法，其特征是，所述氧化時間為10～30min，氧化溫度為40～80℃。

6.如權利要求1所述的廢舊磷酸鐵鋰正負極混合提鋰渣回收磷酸鐵的方法，其特征是，所述合成反應的溫度為40～100℃，合成反應的時間為30～90min。

7.如權利要求6所述的廢舊磷酸鐵鋰正負極混合提鋰渣回收磷酸鐵的方法，其特征是，所述合成反應的ph為1～3。

8.如權利要求1所述的廢舊磷酸鐵鋰正負極混合提鋰渣回收磷酸鐵的方法，其特征是，所述磷酸二氫銨的濃度為1.2～2mol/l。

9.廢舊磷酸鐵鋰正負極混合提鋰渣回收磷酸鐵的方法的應用，其特征是，將步驟一獲得的石墨渣經過洗滌、干燥后用作耐火材料，步驟三獲得的含鋰濾液濃縮后用于提取鋰元素。

10.廢舊磷酸鐵鋰正負極混合提鋰渣回收磷酸鐵的方法的應用，其特征是，采用如權利要求1-8任意一項所述的一種廢舊磷酸鐵鋰正負極混合提鋰渣回收磷酸鐵的方法從廢舊磷酸鐵鋰正負極混合提鋰渣回收有價元素。

技術總結
本發明提供一種廢舊磷酸鐵鋰正負極混合提鋰渣回收磷酸鐵的方法及應用，步驟一，將廢舊磷酸鐵鋰正負極混合提鋰渣與鹽酸置于反應釜浸出其中的金屬元素，過濾得到濾液與石墨渣；步驟二，檢測濾液中的銅離子和鋁離子的含量，計算出所需鐵粉用量，在濾液中加入鐵粉去除濾液中的銅離子，調節PH去除鋁離子，再使用氧化劑將濾液中二價鐵氧化為三價鐵；步驟三，向濾液中加入氨水和磷酸二氫銨，其中，氨水用于調節PH，磷酸二氫銨用于調節鐵磷比至0.96～1.02，通過合成反應合成二水磷酸鐵沉淀，固液分離得到二水磷酸鐵和含鋰濾液；步驟四，二水磷酸鐵沉淀經過洗滌干燥變為再生磷酸鐵。增加了廢舊磷酸鐵鋰電池回收的經濟效益，減少了固體廢棄物的產生。

技術研發人員：茍彥菊,李敬,曾超,梅青楊
受保護的技術使用者：四川華芯薈綠能科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28