CN110482511A - 一种废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收方法,包括如下步骤:将磷酸铁锂正极材料进行煅烧氧化,然后溶于稀硫酸中进行浸取,过滤,滤渣洗涤焙烧碾碎后得到氧化铁,滤液中加入氨水直至pH为2.5‑3,静置过滤,滤渣洗涤焙烧碾碎后得到磷酸铁,滤液中加入氨水直至pH为6.5‑7,静置过滤,滤液中加入磷酸,再加入氢氧化钠溶液直至pH为9‑9.5,静置过滤,滤渣洗涤烘干后得到磷酸锂。该回收方法的操作简便,周期短,难度低,效率高,可以除去正极材料中的粘结剂和碳化物,同时结合后续的酸浸碱浸全面回收正极材料中的各元素,提高了资源回收利用率,整个工艺流程绿色环保、安全可靠,对环境保护有着积极的意义。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池回收利用技术领域,尤其涉及一种废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收方法。
背景技术
随着新能源开发技术的日臻成熟,锂离子电池以其比能量高、电压高、循环寿命长、安全性好、对环境友好等一系列优异的性能而备受关注,在电子通讯、电动汽车等领域有着广泛的应用。锂电池的使用寿命只有3-5年,大量的锂电池不再使用后,对其加以回收处理是不得不面临的难题。目前大部分的回收技术主要针对的是废旧锂电池中的钴、镍等一系列贵金属的回收利用,而关于磷酸铁锂回收利用的研究则较少。
磷酸铁锂电池主要以回收锂为主,已有的报道中,主要是通过湿法回收工艺,把已收集的废旧磷酸铁锂正极材料进行破拆分选,然后直接用酸浸或者碱浸后过滤,得到残渣和浸出液,再将浸出液中的金属元素进行提取和分离。此类将破拆后的正极材料直接进行酸浸或是碱浸的方法,不能将正极材料各部分元素全面回收,使得未被回收的元素被浪费掉,导致回收不全且效率低下。若可提供一种全面回收废旧磷酸铁锂正极材料且对环境无害的方法,不仅能够解决当下回收废旧磷酸铁锂电池正极材料存在不足的现象,而且还能够将其中的元素全面加以回收,这无疑对锂电池的发展及回收利用方面会是一个很大的技术进步。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,克服以上背景技术中提到的不足和缺陷,提供一种效率高、回收全面的废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收方法。
为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为提供一种废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收方法,包括如下步骤:
(1)将废旧磷酸铁锂电池破拆后得到的磷酸铁锂正极材料进行煅烧氧化,以除去正极材料中的粘结剂和碳化物,同时得到煅烧氧化后的正极材料;煅烧氧化后的正极材料中,主要成分包括氧化铁、磷酸高铁锂、磷酸铁,还含有极少量因原材料的破拆而带入的正极片铝和负极片铜的细小碎屑,氧化后原材料由黑色变成红色;
煅烧氧化过程中的反应式为:12LiFePO4+3O2=2Fe2O3+4Li3Fe(PO4)2+4FePO4;
(2)将步骤(1)后得到的正极材料溶于稀硫酸中进行浸取,过滤得到滤渣A和滤液A,将滤渣A洗涤后焙烧并碾碎,得到副产品氧化铁粉末;除氧化铁未溶于稀硫酸外,磷酸铁和磷酸高铁锂均溶于稀硫酸,因此得到的滤渣A中主要为氧化铁,滤液A中包括H+、Li+、SO4 2-、PO4 3-、Fe3+、微量的Al3+和微量的Cu2+;
磷酸铁和磷酸高铁锂溶于稀硫酸的反应式为:
Li3Fe(PO4)2+6H2SO4=Fe2(SO4)3+3Li2SO4+4H3PO4;
2FePO4+3H2SO4=Fe2(SO4)3+2H3PO4;
(3)在所述步骤(2)后得到的滤液A中加入氨水并不断搅拌,直至滤液A中pH为2.5-3时停止加入氨水并停止搅拌,保温静置后过滤得到滤渣B和滤液B,将所述滤渣B洗涤后焙烧并碾碎,得到磷酸铁粉末;加入氨水后,滤液A中的磷酸根离子和绝大部分铁离子结合生成磷酸铁沉淀,因此得到的滤渣B中主要为磷酸铁,滤液B中包括H+、Li+、SO4 2-、PO4 3-、NH4 +、微量的Al3+和微量的Cu2+;控制pH为2.5-3的原因是:磷酸铁在pH为2.5至3时已经沉淀较多,pH在2.5以下时,得到的磷酸铁沉淀量较少;pH调大至3以上时则会析出磷酸铝,使得制备出的磷酸铁不纯,故控制pH在此范围内;
沉淀过程中发生的离子反应为:
(4)在所述步骤(3)后得到的滤液B中加入氨水并不断搅拌,直至滤液B中pH为6.5-7时停止加入氨水并停止搅拌,保温静置过滤得到滤渣C和滤液C,滤渣C为磷酸铝和磷酸铜;加入氨水后,滤液B中的铝离子、铜离子能与磷酸根离子结合生成磷酸、磷酸铝沉淀和磷酸铜沉淀,因此得到的滤渣C中主要为磷酸铝和磷酸铜,滤液C中包括NH4 +、Li+、H+、SO4 2-和PO4 3-;控制pH为6.5-7的原因是,若pH低于6.5时,滤液中的杂质铝沉淀不完全,导致后续制得的磷酸锂纯度不高,pH高于7时则滤液中的锂元素也会以磷酸锂沉淀额形式析出,导致其回收率不足,同时pH高于7时,滤液中的铜离子与氨水形成铜氨络离子使整个滤液变蓝,导致铜离子除杂不完全以及影响后续制得的磷酸锂产品的质量;
沉淀过程中发生的离子反应为:
(5)在所述步骤(4)后得到的滤液C中加入磷酸,然后加入氢氧化钠溶液并不断搅拌,直至滤液C中pH为9-9.5时停止加入氢氧化钠溶液并停止搅拌,保温静置过滤得到滤渣D和滤液D,将滤渣D洗涤后烘干,得到产品磷酸锂;由于在步骤(3)和步骤(4)中消耗了溶液中的磷酸根离子,使得剩存的磷酸根的量不足以和溶液中全部锂离子结合生成磷酸锂沉淀,故往滤液C中补加适量磷酸,然后加入氢氧化钠溶液,使滤液C中的锂离子与磷酸根离子结合生成从磷酸锂沉淀,因此得到的滤渣D中主要为磷酸锂,滤液D中包括Na+、SO4 2-、OH-、NH4 +;控制pH为9-9.5的原因是:pH在7-9时,虽有磷酸锂的析出,但量较少,当pH在9-9.5时,磷酸锂沉淀较多,继续调pH至9.5以上磷酸锂的析出量未有明显的变化,故在此控制pH为9-9.5;
沉淀过程中发生的离子反应为:
上述的回收方法,优选的,步骤(1)中,煅烧氧化的温度为500℃-650℃,煅烧氧化的时间为2h-4h。在该温度下煅烧可以去除破拆后正极材料中的粘结剂以及PVDF,同时将磷酸铁锂经氧化后分解成氧化铁、磷酸铁以及磷酸高铁锂材料。
优选的,步骤(2)中,稀硫酸为体积分数为8%-12%的稀硫酸溶液,步骤(1)后得到的正极材料与稀硫酸的质量比为1:3-6,浸取温度为55℃-65℃,浸取时间4-8h。硫酸体积分数过低难以将煅烧后生成的氧化铁从材料中分离出,硫酸浓度过高则易和生成的氧化铁发生反应,未能得到副产品氧化铁。选择该正极材料与稀硫酸的质量比、浸取温度、浸取时间的目的在于使煅烧后除氧化铁后的正极材料充分溶于硫酸中,从而达到分离氧化铁的目的。
优选的,步骤(2)中,滤渣A用蒸馏水洗涤至少3次,焙烧温度为500℃-550℃,焙烧时间为1.5h-2h。洗涤次数太少会降低后续磷酸铁产物的纯度。焙烧是为了去除滤渣A中的结晶水,焙烧温度过低或时间过短则结晶水难以脱出,反之温度过高或时间过长不利于成本控制。
优选的,步骤(3)中,在65℃-75℃的条件下加入氨水,氨水为体积分数为30%-50%的氨水溶液;保温静置的时间为10-20min。浸取温度过高会消耗很多热量,相反,温度过低则浸取率不高。控制氨水的体积分数主要是为了控制调节的pH值为2.5-3,pH值过高将导致浸出不完全,pH值过低则会消耗太多的酸同时回调pH值又会消耗太多的碱。保温时间太短不能使溶液反应完全。
优选的,步骤(3)中,滤渣B用蒸馏水洗涤至少3次,焙烧温度为600℃-650℃,焙烧时间为2h-2.5h。通过洗涤除去滤渣B中其他物质,洗涤次数太少会降低后续磷酸铁产物的纯度。焙烧是为了去除滤渣B中的结晶水,焙烧温度过低或时间过短则结晶水难以脱出,反之温度过高或时间过长不利于成本控制。
优选的,步骤(4)中,在常温20-50℃下加入氨水,氨水为体积分数为30%-50%的氨水溶液;保温静置的时间为10-20min。静置时间过短则氨水与滤液中的铝、铜杂质反应不充分,使后续制得的磷酸锂纯度不高,静置耗时过长则降低了生产效率。
优选的,步骤(5)中,在常温20-50℃下加入磷酸,使滤液C中的磷酸根离子与锂离子的摩尔比为1:2.5-3.5,更优选为1:3。比例过低,则浸出液的金属含量过高,导致磷酸锂的浸出率降低,反之,比例过高,这会产生大量废水,不利于后续处理。
优选的,步骤(5)中,在70℃-85℃的条件下加入氢氧化钠溶液,氢氧化钠溶液为质量分数为10%-30%的氢氧化钠溶液;保温静置的时间为10-20min。温度过低磷酸锂沉淀不完全,温度过高则不利于成本控制。磷酸锂沉淀析出受pH影响大,氢氧化钠浓度过低过高皆不利于pH的调节。
优选的,步骤(5)中,滤渣D用蒸馏水洗涤至少3次,洗涤次数太少会降低后续磷酸锂产物的纯度;烘干温度为70℃-110℃;滤液D进行无污染处理后安全排放。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1、本发明的回收方法,其操作简便,时效周期短,处理难度低,效率高,通过煅烧氧化除去正极材料中的粘结剂和碳化物,同时结合后续的酸浸碱浸全面回收正极材料中的各元素,相比于现有回收技术只针对回收电池材料中的贵金属元素而言,这样不仅可以可全面回收正极材料中的金属元素,提高了资源回收利用率,而且整个工艺流程绿色环保、安全可靠,对环境保护有着积极的意义。
2、本发明的回收方法,得到的氧化铁、磷酸铁、磷酸锂三种产品用途较广,尤其是所制得的磷酸铁和磷酸锂,既可以作为工业原料使用也可以作为合成磷酸铁锂电池正极材料的前驱体,在废旧电池的回收利用领域具有十分重要的现实意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明中废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收工艺流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述,但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
除非另有定义,下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的,并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明,本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例1:
一种本发明的废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收方法,如图1所示,包括如下步骤:
(1)将废旧磷酸铁锂电池破拆后得到的10kg磷酸铁锂正极材料放入XD系列旋流动态煅烧炉中于500℃高温下进行煅烧氧化4h,以除去破拆时带进正极材料中的粘结剂和碳化物,氧化过程中有刺鼻性气体逸出,这是因为粘结剂在高温下分解生成气体逸出;同时得到煅烧氧化后由黑色变成红色的正极材料,其主要成分包括氧化铁、磷酸高铁锂、磷酸铁,还含有极少量因原材料的破拆而带入的正极片铝和负极片铜的细小碎屑;
(2)将步骤(1)后得到的正极材料倒入不锈钢反应釜中,并加入体积分数为10%的稀硫酸中进行浸取,正极材料与稀硫酸的质量比约为1:4,浸取温度控制在60℃,并不断地搅拌,浸取时间为6h左右,得到未溶于稀硫酸的氧化铁沉淀和浸取液(内含H+、Li+、SO4 2-、PO4 3-、Fe3+、微量的Al3+和微量的Cu2+),此时浸取液的pH在1左右,浸取完毕后停止搅拌,保持温度在60℃下静置15min后趁热过滤,得到滤渣A和滤液A,将滤渣A用蒸馏水洗涤3次,然后置于煅烧炉中加热至530℃下焙烧1.5h,冷却后将其碾碎成粉末,得到副产品氧化铁粉末;滤液A中包括H+、Li+、SO4 2-、PO4 3-、Fe3+、微量的Al3+和微量的Cu2+;
(3)将步骤(2)后得到的滤液A加热至70℃,向其中加入体积分数为50%的氨水,并不断地均匀搅拌,在此环境下,滤液A中的铁离子和磷酸根离子结合形成了磷酸铁沉淀,调节溶液pH至2.5时停止加氨水同时停止搅拌,在此pH下溶液中的铁离子绝大部分以磷酸铁的形式沉淀了下来,保持温度在70℃左右静置15min后趁热过滤,得到滤渣B和滤液B,将滤渣B用蒸馏水洗涤3次,然后置于煅烧炉中加热至630℃下焙烧2.5h,冷却后将其碾碎成粉末,得到副产品磷酸铁粉末,滤液B中包括H+、Li+、SO4 2-、PO4 3-、NH4 +、微量的Al3+和微量的Cu2+;
(4)在常温下,在步骤(3)后得到的滤液B中加入体积分数为50%的氨水并不断地搅拌,在此环境下,滤液B中的铝离子和铜离子会与磷酸根离子结合生成磷酸铝和磷酸铜沉淀,调节溶液pH至6.5时停止加氨水同时停止搅拌,在此温度下静置15min后过滤,得到滤渣C和滤液C,滤渣C为磷酸铝和磷酸铜杂质,滤液C中包括NH4 +、Li+、H+、SO4 2-和PO4 3-;
(5)由于在步骤(3)和步骤(4)中消耗了溶液中的磷酸根离子,故在常温下往步骤(4)后得到的滤液C中加入磷酸,并不断搅拌,得到磷酸根离子和锂离子的摩尔比为1:3的滤液C(内含NH4 +、Li+、H+、SO4 2-和PO4 3-),将该滤液C加热至75℃,往其中加入质量分数为20%的氢氧化钠溶液,并不断地搅拌,在此环境下,滤液C中的锂离子和磷酸根离子结合生成磷酸锂白色沉淀,调节溶液pH至9.5时停止加氢氧化钠溶液同时停止搅拌,保持温度在75℃下静置15min后趁热过滤,得到滤渣D和滤液D,滤液D(内含Na+、SO4 2-、OH-、NH4 +)进行无污染处理后安全排放;将滤渣D用蒸馏水洗涤3次,然后放入烘箱中于110℃下烘干并称重,得到产品磷酸锂1.632kg,锂的回收率达66.7%。
实施例2:
一种本发明的废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收方法,如图1所示,包括如下步骤:
(1)将废旧磷酸铁锂电池破拆后得到的120g磷酸铁锂正极材料放入马弗炉中于550℃高温下进行煅烧氧化2h,以除去破拆时带进正极材料中的粘结剂和碳化物,氧化过程中有刺鼻性气体逸出,这是因为粘结剂在高温下分解生成气体逸出;同时得到煅烧氧化后由黑色变成红色的正极材料,其主要成分包括氧化铁、磷酸高铁锂、磷酸铁,还含有极少量因原材料的破拆而带入的正极片铝和负极片铜的细小碎屑;
(2)将步骤(1)后得到的正极材料倒入不锈钢反应釜中,并加入体积分数为10%的稀硫酸中进行浸取,正极材料与稀硫酸的质量比约为1:4,浸取温度控制在60℃,并不断地搅拌,浸取时间为6h左右,得到未溶于稀硫酸的氧化铁沉淀和浸取液(内含H+、Li+、SO4 2-、PO4 3-、Fe3+、微量的Al3+和微量的Cu2+),此时浸取液的pH在1左右,浸取完毕后停止搅拌,保持温度在60℃下静置15min后趁热过滤,得到滤渣A和滤液A,将滤渣A用蒸馏水洗涤3次,然后置于马弗炉中加热至530℃下焙烧1.5h,冷却后将其碾碎成粉末,得到副产品氧化铁粉末;滤液A中包括H+、Li+、SO4 2-、PO4 3-、Fe3+、微量的Al3+和微量的Cu2+;
(3)将步骤(2)后得到的滤液A加热至70℃,向其中加入体积分数为50%的氨水,并不断地均匀搅拌,在此环境下,滤液A中的铁离子和磷酸根离子结合形成了磷酸铁沉淀,调节溶液pH至2.5时停止加氨水同时停止搅拌,在此PH下溶液中的铁离子绝大部分以磷酸铁的形式沉淀了下来,保持温度在70℃左右静置15min后趁热过滤,得到滤渣B和滤液B,将滤渣B用蒸馏水洗涤3次,然后置于煅烧炉中加热至630℃下焙烧2.5h,冷却后将其碾碎成粉末,得到副产品磷酸铁粉末,滤液B中包括H+、Li+、SO4 2-、PO4 3-、NH4 +、微量的Al3+和微量的Cu2+;
(4)在常温下,在步骤(3)后得到的滤液B中加入体积分数为50%的氨水并不断地搅拌,在此环境下,滤液B中的铝离子和铜离子会与磷酸根离子结合生成磷酸铝和磷酸铜沉淀,调节溶液pH至6.5时停止加氨水同时停止搅拌,在此温度下静置15min后过滤,得到滤渣C和滤液C,滤渣C为磷酸铝和磷酸铜杂质,滤液C中包括NH4 +、Li+、H+、SO4 2-和PO4 3-;
(5)由于在步骤(3)和步骤(4)中消耗了溶液中的磷酸根离子,故在常温下往步骤(4)后得到的滤液C中加入磷酸,并不断搅拌,得到磷酸根离子和锂离子的摩尔比为1:3的滤液C(内含NH4 +、Li+、H+、SO4 2-和PO4 3-),将该滤液C加热至75℃,往其中加入质量分数为20%的氢氧化钠溶液,并不断地搅拌,在此环境下,滤液C中的锂离子和磷酸根离子结合生成磷酸锂白色沉淀,调节溶液pH至9.5时停止加氢氧化钠溶液同时停止搅拌,保持温度在75℃下静置15min后趁热过滤,得到滤渣D和滤液D,滤液D(内含Na+、SO4 2-、OH-、NH4 +)进行无污染处理后安全排放;将滤渣D用蒸馏水洗涤3次,然后放入烘箱中于110℃下烘干并称重,得到产品磷酸锂19.2g,锂的回收率达65.37%。
实施例3:
一种本发明的废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收方法,如图1所示,包括如下步骤:
(1)将废旧磷酸铁锂电池破拆后得到的40g磷酸铁锂正极材料放入马弗炉中于530℃高温下进行煅烧氧化2h,以除去破拆时带进正极材料中的粘结剂和碳化物,氧化过程中有刺鼻性气体逸出,这是因为粘结剂在高温下分解生成气体逸出;同时得到煅烧氧化后由黑色变成红色的正极材料,其主要成分包括氧化铁、磷酸高铁锂、磷酸铁,还含有极少量因原材料的破拆而带入的正极片铝和负极片铜的细小碎屑;
(2)将步骤(1)后得到的正极材料倒入不锈钢反应釜中,并加入体积分数为10%的稀硫酸中进行浸取,正极材料与稀硫酸的质量比约为1:4,浸取温度控制在60℃,并不断地搅拌,浸取时间为6h左右,得到未溶于稀硫酸的氧化铁沉淀和浸取液(内含H+、Li+、SO4 2-、PO4 3-、Fe3+、微量的Al3+和微量的Cu2+),此时浸取液的pH在1左右,浸取完毕后停止搅拌,保持温度在60℃下静置15min后趁热过滤,得到滤渣A和滤液A,将滤渣A用蒸馏水洗涤3次,然后置于马弗炉中加热至530℃下焙烧1.5h,冷却后将其碾碎成粉末,得到副产品氧化铁粉末;滤液A中包括H+、Li+、SO4 2-、PO4 3-、Fe3+、微量的Al3+和微量的Cu2+;
(3)将步骤(2)后得到的滤液A加热至70℃,向其中加入体积分数为50%的氨水,并不断地均匀搅拌,在此环境下,滤液A中的铁离子和磷酸根离子结合形成了磷酸铁沉淀,调节溶液pH至3时停止加氨水同时停止搅拌,在此pH下溶液中的铁离子绝大部分以磷酸铁的形式沉淀了下来,保持温度在70℃左右静置15min后趁热过滤,得到滤渣B和滤液B,将滤渣B用蒸馏水洗涤3次,然后置于煅烧炉中加热至630℃下焙烧2.5h,冷却后将其碾碎成粉末,得到副产品磷酸铁粉末,滤液B中包括H+、Li+、SO4 2-、PO4 3-、NH4 +、微量的Al3+和微量的Cu2+;
(4)在常温下,在步骤(3)后得到的滤液B中加入体积分数为50%的氨水并不断地搅拌,在此环境下,滤液B中的铝离子和铜离子会与磷酸根离子结合生成磷酸铝和磷酸铜沉淀,调节溶液pH至7时停止加氨水同时停止搅拌,在此温度下静置15min后过滤,得到滤渣C和滤液C,滤渣C为磷酸铝和磷酸铜杂质,滤液C中包括NH4 +、Li+、H+、SO4 2-和PO4 3-;
(5)由于在步骤(3)和步骤(4)中消耗了溶液中的磷酸根离子,故在常温下往步骤(4)后得到的滤液C中加入磷酸,并不断搅拌,得到磷酸根离子和锂离子的摩尔比为1:3的滤液C(内含NH4 +、Li+、H+、SO4 2-和PO4 3-),将该滤液C加热至85℃,往其中加入质量分数为20%的氢氧化钠溶液,并不断地搅拌,在此环境下,滤液C中的锂离子和磷酸根离子结合生成磷酸锂白色沉淀,调节溶液pH至9.5时停止加氢氧化钠溶液同时停止搅拌,保持温度在85℃下静置15min后趁热过滤,得到滤渣D和滤液D,滤液D(内含Na+、SO4 2-、OH-、NH4 +)进行无污染处理后安全排放;将滤渣D用蒸馏水洗涤3次,然后放入烘箱中于110℃下烘干并称重,得到产品磷酸锂6.21g,锂的回收率达84.6%。
本发明的回收方法,其操作简便,时效周期短,处理难度低,效率高,通过煅烧氧化除去正极材料中的粘结剂和碳化物,同时结合后续的酸浸碱浸全面回收正极材料中的各元素,相比于现有回收技术只针对回收电池材料中的贵金属元素而言,这样不仅可以全面回收正极材料中的有用金属元素,提高了资源回收利用率,而且整个工艺流程绿色环保、安全可靠,对环境保护有着积极的意义。回收得到的氧化铁、磷酸铁、磷酸锂三种产品用途较广,尤其是所制得的磷酸铁和磷酸锂,既可以作为工业原料使用也可以作为合成磷酸铁锂电池正极材料的前驱体,在废旧电池的回收利用领域具有十分重要的现实意义。
Claims (10)
1.一种废旧磷酸铁锂电池正极材料的回收方法,包括如下步骤:
(1)将废旧磷酸铁锂电池破拆后得到的磷酸铁锂正极材料进行煅烧氧化,得到煅烧氧化后的正极材料;
(2)将所述步骤(1)后得到的正极材料溶于稀硫酸中进行浸取,过滤得到滤渣A和滤液A,将所述滤渣A洗涤后焙烧并碾碎,得到氧化铁粉末;
(3)在所述步骤(2)后得到的滤液A中加入氨水并不断搅拌,直至滤液A中pH为2.5-3时停止加入氨水并停止搅拌,保温静置后过滤得到滤渣B和滤液B,将所述滤渣B洗涤后焙烧并碾碎,得到磷酸铁粉末;
(4)在所述步骤(3)后得到的滤液B中加入氨水并不断搅拌,直至滤液B中pH为6.5-7时停止加入氨水并停止搅拌,保温静置过滤得到滤渣C和滤液C,所述滤渣C为磷酸铝和磷酸铜;
(5)在所述步骤(4)后得到的滤液C中加入磷酸,然后加入氢氧化钠溶液并不断搅拌,直至滤液C中pH为9-9.5时停止加入氢氧化钠溶液并停止搅拌,保温静置过滤得到滤渣D和滤液D,将所述滤渣D洗涤后烘干,得到磷酸锂。
2.根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,所述步骤(1)中,煅烧氧化的温度为500℃-650℃,煅烧氧化的时间为2h-4h。
3.根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,所述步骤(2)中,稀硫酸为体积分数为8%-12%的稀硫酸溶液,所述步骤(1)后得到的正极材料与稀硫酸的质量比为1:3-6,浸取温度为55℃-65℃,浸取时间4-8h。
4.根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,所述步骤(2)中,滤渣A用蒸馏水洗涤至少3次,焙烧温度为500℃-550℃,焙烧时间为1.5h-2h。
5.根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,所述步骤(3)中,在65℃-75℃的条件下加入氨水,氨水为体积分数为30%-50%的氨水溶液;保温静置的时间为10-20min。
6.根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,所述步骤(3)中,滤渣B用蒸馏水洗涤至少3次,焙烧温度为600℃-650℃,焙烧时间为2h-2.5h。
7.根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,所述步骤(4)中,在20-50℃下加入氨水,氨水为体积分数为30%-50%的氨水溶液;保温静置的时间为10-20min。
8.根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,所述步骤(5)中,在20-50℃下加入磷酸,使滤液C中的磷酸根离子与锂离子的摩尔比为1:2.5-3.5。
9.根据权利要求1所述的回收方法,其特征在于,所述步骤(5)中,在70℃-85℃的条件下加入氢氧化钠溶液,氢氧化钠溶液为质量分数为10%-30%的氢氧化钠溶液;保温静置的时间为10-20min。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的回收方法,其特征在于,所述步骤(5)中,滤渣D用蒸馏水洗涤至少3次,烘干温度为70℃-110℃;所述滤液D进行无污染处理后安全排放。
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