CN113247875B - 磷酸铁渣中磷和铁的提取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磷酸铁渣中磷和铁的提取方法。该方法包括：向磷酸铁渣中加入粘结剂，进行制粒，并干燥；将干燥后的制粒加入到真空炉中进行分解，得到铁矿粉和含有P2O5蒸汽的烟气。本发明采用真空分解的方法提取得到的铁矿粉可以直接售卖，得到的含有P2O5蒸汽的烟气可应用于制备磷酸工艺中，本发明不仅可以带来经济效益，而且解决磷酸铁渣堆放带来的环境问题，具有工艺流程简单，生产成本低，磷铁回收率高的优点。

Description

磷酸铁渣中磷和铁的提取方法
技术领域
本发明涉及磷酸铁渣回收利用技术领域，特别是涉及一种磷酸铁渣中磷和铁的提取方法。
背景技术
随着新能源汽车的广泛应用，磷酸铁渣生成量逐年增加，其中的锂、磷和铁资源的回收再利用，不仅能降低由于大量废弃物带来的环境压力，同时将带来可观的经济效益，有利于整个行业的可持续发展。随着磷酸铁渣生成量的日益增加，常用的湿法提取磷资源和铁资源的方法，无法满足报废电池的处理，尤其是大规模报废电池的处理，且湿法冶金处理方法，会产生大量危废渣，影响环境安全。
目前，尚未发现一种既可以有效地从磷酸铁渣中提取磷资源和铁资源，又可以带来经济效益，可解决磷酸铁渣等带来的环境问题的提取方法。
发明内容
基于此，本发明的目的在于提供一种从磷酸铁渣中提取磷元素和铁元素的方法，本发明采用真空分解的方法，可以高效地从磷酸铁渣中提取得到的铁矿粉和含有P2O5蒸汽的烟气，提取得到的铁矿粉和含有P2O5蒸汽的烟气可以再利用，本发明不仅可以带来经济效益，而且解决磷酸铁渣堆放带来的环境问题，具有工艺流程简单，生产成本低，磷铁回收率高的优点。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
根据本发明的一个方面，本发明提供的一种磷酸铁渣中磷和铁的提取方法，包括：向磷酸铁渣中加入粘结剂，进行制粒，并干燥；将干燥后的制粒加入到真空炉中进行分解，得到铁矿粉和含有P2O5蒸汽的烟气。
可选地，所述真空炉的真空度为10～100Pa。进一步地，真空度可以为10～80Pa。例如，真空度为20Pa、40Pa、60Pa。
可选地，所述真空炉的冶炼温度为800～1200℃。例如，冶炼温度可以为850℃、900℃、1000℃、1100℃。
可选地，所述真空炉的冶炼时间为0.5～2h。
可选地，所述粘结剂可以包括水、胶水、废蔗糖水中的一种或多种。例如，可以为水。
可选地，所述粘结剂的加入量为物料量的1％～10％。
可选地，干燥时，制粒的干燥温度为50～200℃。
可选地，干燥时，制粒的干燥时间为1h～10h。
可选地，所述方法还包括：采用所述含有P2O5蒸汽的烟气进行磷酸制备。即本发明提取得到的铁矿粉和含有P2O5蒸汽的烟气可以进行再利用，铁矿粉可以直接售卖，含有P2O5蒸汽的烟气可应用于制备磷酸工艺中制取磷酸。
可选地，所述磷酸铁渣是将废旧磷酸铁锂电池经破碎和分选处理得到的。
与现有技术相比，本发明磷酸铁渣中磷和铁的提取方法，采用真空分解的方法，可以高效地从磷酸铁渣中提取得到的铁矿粉和含有P2O5蒸汽的烟气；提取得到的铁矿粉和含有P2O5蒸汽的烟气还可以再利用；本发明不仅可以带来经济效益，而且解决磷酸铁渣堆放带来的环境问题，具有工艺流程简单，生产成本低，磷铁回收率高的优点。
采用本发明提取方法的主要优势体现在：(1)磷酸铁渣中磷和铁元素分离效果好，经进一步检测，两种元素的回收率均高于90％。(2)经济效益显著。(3)对环境友好。
附图说明
图1是本发明磷酸铁渣中磷和铁的提取方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种磷酸铁渣中磷和铁的提取方法，可以包括：向磷酸铁渣中加入粘结剂，进行制粒，并干燥；将干燥后的制粒加入到真空炉中进行分解，得到铁矿粉和含有P2O5蒸汽的烟气。
其中，本发明中所述磷酸铁渣是经过对废旧磷酸铁锂电池进行处理得到的。例如，将废旧磷酸铁锂电池经过破碎和分选处理得到磷酸铁渣。
图1示意性地示出了磷酸铁渣中磷和铁的提取方法的工艺流程。如图1所示，本发明提供的一种磷酸铁渣中磷和铁的提取方法，可以包括：
步骤S1，将磷酸铁渣加入到造球机或压球机中进行制粒，即进行造球或压块。其中，制粒时，向磷酸铁渣中加入粘结剂。所述粘结剂可以为水、胶水、废蔗糖水等中的一种或多种。所述粘结剂的加入量为物料量的1％～10％。
步骤S2，制粒后进行干燥，干燥温度为50～200℃，干燥时间为1h～10h。
步骤S3，将干燥后的制粒加入到真空炉中进行真空分解，真空分解后，得到铁矿粉和含有P2O5蒸汽的烟气。其中，所述真空炉的真空度可以为10～100Pa，所述真空炉的冶炼温度可以为800～1200℃，所述真空炉的冶炼时间可以为0.5～2h。所述铁矿粉可以直接进行外售，而烟气中的含有P2O5蒸汽可应用到磷酸制备工艺中进行磷酸制备。
本发明采用真空分解的方法，可从磷酸铁渣中有效提取得到的铁矿粉和含有P2O5蒸汽的烟气，提取得到的铁矿粉和含有P2O5蒸汽的烟气可以再利用，不仅可以带来经济效益，而且解决磷酸铁渣堆放带来的环境问题。另外，经过对铁矿粉等进行元素检测和计算，结果显示，本发明中，磷和铁两种元素的回收率均高于90％。
下面结合具体实施例对本申请的技术方案进行详细说明。显然，以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
实施例1和实施例2中，磷酸铁渣成分如表1所示。
表1磷酸铁渣成分
成分 Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> TiO<sub>2</sub> MnO
含量(wt％) 47.72 42.86 0.76 0.28 0.35
实施例1
首先称取1t磷酸铁渣，加入造球机中进行制粒，粘结剂加入量为60kg，然后将制粒在200℃下进行干燥，干燥时间为2h，最后将干燥后制粒加入真空炉中进行分解，其中，冶炼真空度为50Pa，冶炼温度为1000℃，冶炼时间为1h。
试验结果证明，产出铁矿粉质量为558.1kg，P2O5烟气质量为415.7kg，经检测并计算，铁和磷两种元素的回收率远高于90％。
实施例2
首先称取1t磷酸铁渣，加入压球机中进行制粒，粘结剂加入量为60kg，然后将制粒在190℃下进行干燥，干燥时间为2h，最后将干燥后制粒加入真空炉中进行分解，其中，冶炼真空度为10Pa，冶炼温度为1000℃左右，冶炼时间为1.2h左右。
试验结果证明，产出铁矿粉质量为553.9kg，P2O5烟气质量为420.0kg，经检测并计算，铁和磷两种元素的回收率远高于90％。
综上，本发明采用真空分解的方法可以有效地从磷酸铁渣中提取得到铁矿粉和含有P2O5蒸汽的烟气，提取得到的磷铁矿粉可直接外售，烟气中P2O5蒸汽用于生产磷酸；不仅可以带来经济效益，解决磷酸铁渣堆放带来的环境问题，而且磷酸铁渣中磷和铁元素分离效果好，经进一步对铁矿中元素进行检测和计算，两种元素的回收率均高于90％。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (3)

1.一种磷酸铁渣中磷和铁的提取方法，其特征在于，包括：
向磷酸铁渣中加入粘结剂，进行制粒，并干燥，干燥温度为50～200℃，干燥时间为1h～10h；其中，所述粘结剂包括水、胶水、废蔗糖水中的一种或多种；所述粘结剂的加入量为物料量的1％～10％；
将干燥后的制粒加入到真空炉中进行分解，得到铁矿粉和含有P2O5蒸汽的烟气；其中，所述真空炉的真空度为10～100Pa，冶炼温度为800～1200℃，冶炼时间为0.5～2h。
2.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述方法还包括：采用所述含有P2O5蒸汽的烟气进行磷酸制备。
3.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述磷酸铁渣是将废旧磷酸铁锂电池经破碎和分选处理得到的。
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