CN110482509A - 一种回收锂废料制备电池材料用磷酸锂的方法 - Google Patents

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赵春松
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Abstract

本发明公开一种回收锂废料制备电池材料用磷酸锂的方法，属于磷酸锂制备技术领域。先将锂废料加入水中分散均匀，加酸溶解除去酸不溶物，再然后加入一定量的氢氧化钠、双氧水和碳酸钠，调节pH值，除去钙、镁、铁、锌等杂质离子，沉锂离心分离，洗涤烘干，得到的磷酸锂可用于生产磷酸铁锂。该工艺操作简单，安全环保，锂资源得到充分利用，有效降低生产成本，提高磷酸铁锂前驱体市场竞争力。

Description

一种回收锂废料制备电池材料用磷酸锂的方法
技术领域
本发明属于磷酸锂制备技术领域，特别涉及一种回收锂废料制备电池材料用磷酸锂的方法。
背景技术
磷酸锂是彩色荧光粉生产的理想原料，还广泛应用于特种玻璃、光学传感器、催化剂、锂电池等方面。尽管新能源乘用车都在向高能量密度、高续航倾斜，但补贴过渡期结束之后，主机厂在动力电池选择上注重成本因素，进而在部分车型上将三元电池切换成磷酸铁锂电池，磷酸铁锂电池的回暖现象正在从新能源专用车向乘用车领域蔓延。预计未来一段时间内，新能源专用车磷酸铁锂电池的装机占比将进一步提升。我公司采用常温水热合成磷酸铁锂前驱体工艺成熟，绿色环保无污染，利用锂废料回收制备电池材料用磷酸锂制备磷酸铁锂，可有效降低成本，提高材料市场竞争力。
发明内容
为了更快地适应新能源市场发展趋势，降低电池材料成本。基于本公司原有工艺的生产废料，本发明提供了一种简单易操作而且安全环保的合成方法，用来制备电池材料用磷酸锂，本发明公开了一种回收锂废料制备电池材料用磷酸锂的方法。
本发明的技术方案为：一种回收锂废料制备电池材料用磷酸锂的方法，包括下列步骤：
步骤一：在一定量的水中加入一定量的废料，固含量8%~15%，搅拌分散均匀，得到浆料A；
步骤二：向浆料A中加入固体质量1.5~2倍的的无机酸，调节溶液pH值4~5左右，溶解后搅拌10~20分钟，抽滤得到溶液B，除去不可溶性杂质；
步骤三：向溶液B中加入一定量的氢氧化钠，调节溶液pH值10~11，然后加入一定量的双氧水，搅拌均匀后静置10~20分钟后抽滤，得到溶液C，除去溶液中的铁锌镁离子杂质；
步骤四：向溶液C中加入一定量的碳酸钠，静置10~20后抽滤，得到溶液D，除去溶液中的钙离子杂质；
步骤五：溶液D加热至一定温度，按Li:P=2:1~3:1加入磷酸，至pH值8~8.5，加料完成后保温30~50分钟，抽滤洗涤烘干，洗涤水可混入浆料A中。
进一步地，步骤一中的锂废料为Li2CO3、LiOH的锅巴料以及Li3PO4、LiFePO4的废料，锂废料的量为80~150g。
进一步地，步骤二中加入的酸为盐酸、硫酸或硝酸中的一种或多种。
进一步地，步骤三中加入氢氧化钠的量调节溶液pH值10~11，双氧水的添加量与溶液B中Fe2+含量的摩尔比为1.1:1~3:1。
进一步地，步骤四中碳酸钠加入量与溶液D中Ca2+含量的摩尔比为1:1~1.1:1。
进一步地，步骤五中溶液D温度为90~95℃，烘干温度100~150 ℃。
本发明的有益之处：本发明以公司原有工艺中产生的废料为原料，经过溶解、除杂、沉降制备电池材料用磷酸锂，反应过程中零排放，所需的添加剂环境友好。本发明操作简单，安全环保，有效降低成本的同时解决了废料问题，做到零排放，无污染。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面结合实施例详细描述本发明的具体实施方式，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的保护范围的限定。
实施例1
在1L水中加入100g的废料，搅拌分散20分钟，得到浆料A，向浆料A中加入93 mL盐酸，溶液pH值为4.5，搅拌10分钟，抽滤得到溶液B，向溶液B中加入20g氢氧化钠，溶液pH值为10，加入15mL双氧水，搅拌5分钟后静置10分钟，然后抽滤，得到溶液C，向溶液C中加入0.20g碳酸钠，静置2小时后抽滤，得到溶液D，溶液D升温至90℃加入135g磷酸，pH值为8.5，抽滤洗涤，100℃烘干3小时，洗涤水可混入混合液A中。
根据该工艺制备的磷酸锂，参数指标见如下附表1。
附表1
实施例2
110 mL盐酸，溶液pH值为5，搅拌10分钟，抽滤得到溶液B，向溶液B中加入23g氢氧化钠，溶液pH值为10.5，加入10mL双氧水，搅拌5分钟后静置10分钟，然后抽滤，得到溶液C，向溶液C中加入0.22g碳酸钠，静置2小时后抽滤，得到溶液D，溶液D升温至90℃加入147g磷酸，pH值为8.5，抽滤洗涤，120℃烘干2小时，洗涤水可混入混合液A中。
实施例3
在1L水中加入110g的废料，搅拌分散20分钟，得到浆料A，向浆料A中加入95 mL硫酸，溶液pH值为4.5，搅拌10分钟，抽滤得到溶液B，向溶液B中加入18 g氢氧化钠，溶液pH值10.5，加入16 mL双氧水，搅拌5分钟后静置10分钟，然后抽滤，得到溶液C，向溶液C中加入0.26 g碳酸钠，静置2小时后抽滤，得到溶液D，溶液D升温至95℃加入126 g磷酸，pH值为8，抽滤洗涤，150℃烘干2小时，洗涤水可混入混合液A中。
根据该工艺制备的磷酸锂，参数指标见如下附表2。
附表2
实施例4
在1L水中加入80g的废料，搅拌分散20分钟，得到浆料A，向浆料A中加入150 mL硫酸，溶液pH值为4，搅拌10分钟，抽滤得到溶液B，向溶液B中加入30 g氢氧化钠，溶液pH值11，加入8mL双氧水，搅拌5分钟后静置10分钟，然后抽滤，得到溶液C，向溶液C中加入0.18 g碳酸钠，静置2小时后抽滤，得到溶液D，溶液D升温至92℃加入141 g磷酸，pH值为8.5，抽滤洗涤，100℃烘干3小时，洗涤水可混入混合液A中。
实施例5
在1L水中加入150g的废料，搅拌分散20分钟，得到浆料A，向浆料A中加入130 mL硝酸，溶液pH值为5，搅拌10分钟，抽滤得到溶液B，向溶液B中加入25 g氢氧化钠，溶液pH值10.5，加入12 mL双氧水，搅拌5分钟后静置10分钟，然后抽滤，得到溶液
C，向溶液C中加入0.20 g碳酸钠，静置2小时后抽滤，得到溶液D，溶液D升温至95℃加入120g磷酸，pH值为8.5，抽滤洗涤，100℃烘干3小时，洗涤水可混入混合液A中。
根据该工艺制备的磷酸锂，参数指标见如下附表3。
附表3

Claims (6)

1.一种回收锂废料制备电池材料用磷酸锂的方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤一：在一定量的水中加入一定量的废料，固含量8%~15%，搅拌分散均匀，得到浆料A；
步骤二：向浆料A中加入固体质量1.5~2倍的无机酸，调节溶液pH值4~5左右，溶解后搅拌10~20分钟，抽滤得到溶液B；
步骤三：向溶液B中加入一定量的氢氧化钠，调节溶液pH值10~11，然后加入一定量的双氧水，搅拌均匀后静置10~20分钟后抽滤，得到溶液C；
步骤四：向溶液C中加入一定量的碳酸钠，静置10~20分钟后抽滤，得到溶液D；
步骤五：溶液D加热至一定温度，按Li:P=2:1~3:1加入磷酸， pH值8~8.5，加料完成后保温30~50分钟，抽滤洗涤烘干，洗涤水可混入浆料A中。
2.根据权利要求1所述的一种回收锂废料制备电池材料用磷酸锂的方法，其特征在于：所述步骤一中的锂废料为Li2CO3、LiOH的锅巴料以及Li3PO4、LiFePO4的废料。
3.根据权利要求1所述的一种回收锂废料制备电池材料用磷酸锂的方法，其特征在于：所述步骤二中加入的酸为盐酸、硫酸或硝酸中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种回收锂废料制备电池材料用磷酸锂的方法，其特征在于：所述步骤三中加入氢氧化钠的量调节溶液pH值10~11，所述双氧水的添加量与溶液B中Fe2+含量的摩尔比为1~3：1。
5.根据权利要求1所述的一种回收锂废料制备电池材料用磷酸锂的方法，其特征在于：所述步骤四中碳酸钠加入量与溶液D中Ca2+含量的摩尔比为1:1~1.1:1。
6.根据权利要求1所述的一种回收锂废料制备电池材料用磷酸锂的方法，其特征在于：所述步骤五中溶液D温度为90~95℃，所述烘干温度100~150 ℃。
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