CN114920227A - 一种锂电池废料再生磷酸铁的生产工艺 - Google Patents
一种锂电池废料再生磷酸铁的生产工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114920227A CN114920227A CN202210528483.7A CN202210528483A CN114920227A CN 114920227 A CN114920227 A CN 114920227A CN 202210528483 A CN202210528483 A CN 202210528483A CN 114920227 A CN114920227 A CN 114920227A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- iron phosphate
- iron
- phosphate
- production process
- lithium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 81
- WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K iron(3+) phosphate Chemical compound [Fe+3].[O-]P([O-])([O-])=O WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 title claims abstract description 47
- 229910000398 iron phosphate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 29
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 25
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 title claims abstract description 20
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 95
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 65
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 61
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 46
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- 235000021110 pickles Nutrition 0.000 claims abstract description 38
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 36
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 24
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 26
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 16
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229960002089 ferrous chloride Drugs 0.000 claims description 9
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical compound Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 9
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 9
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- -1 potassium ferricyanide Chemical compound 0.000 claims description 8
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 6
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 5
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims description 5
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims description 5
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N ammonium dihydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].OP(O)([O-])=O LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000387 ammonium dihydrogen phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- 235000019837 monoammonium phosphate Nutrition 0.000 claims description 4
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910000403 monosodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000019799 monosodium phosphate Nutrition 0.000 claims description 3
- AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OP(O)([O-])=O AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 claims description 2
- PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;potassium Chemical compound [K].OP(O)(O)=O PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004537 pulping Methods 0.000 claims description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 14
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 9
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 abstract description 7
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 abstract description 7
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 5
- 238000007873 sieving Methods 0.000 abstract description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000005955 Ferric phosphate Substances 0.000 description 18
- 229940032958 ferric phosphate Drugs 0.000 description 18
- 229910000399 iron(III) phosphate Inorganic materials 0.000 description 18
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- DPTATFGPDCLUTF-UHFFFAOYSA-N phosphanylidyneiron Chemical compound [Fe]#P DPTATFGPDCLUTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 229910001448 ferrous ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101000993059 Homo sapiens Hereditary hemochromatosis protein Proteins 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 1
- GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M potassium dihydrogen phosphate Chemical compound [K+].OP(O)([O-])=O GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K potassium phosphate Substances [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001180 sulfating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
- C01B25/26—Phosphates
- C01B25/37—Phosphates of heavy metals
- C01B25/375—Phosphates of heavy metals of iron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/80—Compositional purity
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/84—Recycling of batteries or fuel cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明涉及废旧磷酸铁锂电池回收处理,公开了一种锂电池废料再生磷酸铁的生产工艺,包括以下步骤:S1、讲磷酸铁锂废料破碎、过筛、除杂、混浆得磷酸铁锂浆料;S2、利用钢材洗涤废酸溶解浆料得酸浸液;S3、向酸浸液中补铁;S4、向酸浸液中加氧化剂;S5、向酸浸液中补磷;S6、向酸浸液中加碱性溶液使pH为1.8‑2,经陈化、过滤、洗涤、干燥、脱水得磷酸铁。本发明的有益效果在于:利用钢材洗涤废酸作为酸源,无需额外消耗大量的酸,实现废酸的资源化利用;钢材洗涤废酸中还含有铁,可作为再生工艺的铁源,同时减少了外加铁源用量,实现对钢材洗涤废酸中铁的回收利用,解决了钢材洗涤废酸处理困难的问题,具有工艺简单、环境友好、降低成本的优点。
Description
技术领域
本发明涉及废旧磷酸铁锂电池回收处理技术领域,尤其涉及一种锂电池废料再生磷酸铁的生产工艺。
背景技术
由于磷酸铁锂动力电池具有循环寿命长、安全性能好等优点,因此近年来在各种电动汽车和储能领域上应用广泛。特别是近年来受新能源汽车以及储能锂电池带动,磷酸铁锂销量大幅增长,大量生产的背后意味着每年都会有大量的废弃磷酸铁锂电池产生,将会对环境造成较大的污染。因此,对废旧磷酸铁锂电池进行回收及再利用刻不容缓。
废旧磷酸铁锂电池中Li含量低而Fe、P含量高,Li回收价值高而Fe和P的回收价值低。如公开号为CN107352524A的中国发明专利公开了一种废旧磷酸铁锂正极材料的回收方法,具体步骤如下:磷酸铁锂正极材料进行预处理将正极中的有机物挥发;所得磷酸铁锂原料中添加分解促进剂,经硫酸化焙烧后直接用水浸出;用碱液调节pH值沉淀出磷酸铁,精制后得到电池级磷酸铁产品,滤液采用碳酸钠沉淀得到碳酸锂产品。该过程需要加入大量的浓硫酸溶液,存在硫酸利用率低、处理后含酸废液处理困难的问题。
公开号为CN109626350A的中国发明专利公开了一种废旧磷酸铁锂电池正极片制备电池级磷酸铁的方法,其通过磷酸溶解磷酸铁锂,后续加入三价铁源的方法,提高磷酸利用率。但制备过程中需要向体系中添加大量的铁源,增加了回收成本。
目前,在钢铁生产中通常需要对钢铁的表面处理进行酸洗处理,酸洗产生大量的废酸液如果不处理直接排放,不仅会对环境造成严重污染,还会导致资源的严重浪费。可见,如何将钢材洗涤废酸应用到锂电池废料再生磷酸铁的生产中,以解决现有技术中投加大量酸和铁源导致成本升高、含酸废液处理困难以及污染环境等问题,成为废酸资源化利用研究的一个重要方向。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于如何提供一种锂电池废料再生磷酸铁的生产工艺,以解决现有技术中投加大量的酸和铁源导致成本升高、含酸废液处理困难以及污染环境的问题。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题:
本发明提出一种锂电池废料再生磷酸铁的生产工艺,包括以下步骤:
S1、对磷酸铁锂废料进行破碎、过筛、除杂,加水混浆得到磷酸铁锂浆料;
S2、在加热搅拌的条件下,利用钢材洗涤废酸对磷酸铁锂浆料进行溶解,以此得到酸浸液;
S3、向上述酸浸液中补入铁源;
S4、向上述补入铁源的酸浸液中加入氧化剂,使溶液中的二价铁氧化成三价铁;
S5、向上述加入氧化剂的酸浸液中补入磷源,使铁磷的摩尔比为1:0.98-1;
S6、向上述补入磷源的酸浸液中加入碱性溶液,调节pH值在1.8-2生成沉淀,通过陈化、过滤、洗涤、干燥、脱水得到磷酸铁。
有益效果:本申请磷酸铁锂废料进行预处理后,利用钢材洗涤废酸溶解磷酸铁锂浆料,使磷酸铁锂中的锂、铁、磷溶出,通过补入铁源、磷源、氧化剂,调节铁磷比,加入碱性溶液生成沉淀,经陈化、过滤、洗涤、干燥得到二水磷酸铁,脱水得到磷酸铁。
本申请利用钢材洗涤废酸作为溶解磷酸铁锂的酸源,无需额外消耗大量的酸,实现了废酸的资源化利用;钢材洗涤废酸中还含有铁,可作为再生工艺的铁源,同时减少了外加铁源用量,实现对钢材洗涤废酸中铁的回收利用;本再生工艺解决了钢材洗涤废酸处理困难的问题,具有工艺简单、环境友好、降低成本的优点。
优选的,所述步骤S1中加水打浆的固液质量比为1:2-1:8,常温混浆时间为0.5-1h。
优选的,所述步骤S2中钢材洗涤废酸与磷酸铁锂浆料中固体的固液比1:2-1:10。
优选的,所述步骤S2的钢材洗涤废酸中Fe含量为90-130g/L。
优选的,所述步骤S2中的加热温度为40-80℃,搅拌速度为400-600r/min,搅拌时间为1-2h。
优选的,所述步骤S3中铁源为液体氯化亚铁、固体氯化亚铁、液体三氯化铁中的至少一种。
优选的,所述步骤S4中氧化剂为双氧水、氯气中的至少一种。
有益效果:以双氧水或氯气作为氧化剂,大大降低了向系统中引入钠杂质的可能性,有利于提高产品的纯净度。
优选的,所述步骤S4中采用铁氰化钾检验酸浸液中的二价铁。
有益效果:加入氧化剂的过程中,通过铁氰化钾检测二价铁离子是否完全被氧化,以此判断反应进程,有利于提高铁的回收率。
优选的,所述步骤S5中磷源为磷酸二氢铵、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸中的至少一种。
优选的,所述步骤S6中碱性溶液为氨水、氢氧化钠中的至少一种。
优选的,所述步骤S6中的陈化温度为20℃-95℃、时间为1-2h;脱水温度为90-120℃。
本发明的优点在于:
1.本申请磷酸铁锂废料进行预处理后,利用钢材洗涤废酸溶解磷酸铁锂浆料,使磷酸铁锂中的锂、铁、磷溶出,通过补入铁源、磷源、氧化剂,调节铁磷比,加入碱性溶液生成沉淀,经陈化、过滤、洗涤、干燥得到二水磷酸铁,脱水得到磷酸铁;
2.本申请利用钢材洗涤废酸作为溶解磷酸铁锂的酸源,无需额外消耗大量的酸,实现了废酸的资源化利用;钢材洗涤废酸中还含有铁,可作为再生工艺的铁源,同时减少了外加铁源用量,实现对钢材洗涤废酸中铁的回收利用;本再生工艺解决了钢材洗涤废酸处理困难的问题,具有工艺简单、环境友好、降低成本的优点;
3.本申请以双氧水或氯气作为氧化剂,大大降低了向系统中引入钠杂质的可能性,有利于提高产品的纯净度;加入氧化剂的过程中,通过铁氰化钾检测二价铁离子是否完全被氧化,以此判断反应进程,有利于提高铁的回收率。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做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。
下述实施例中所用的试验材料和试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径获得。
实施例中未注明具体技术或条件者,均可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
实施例1
本实施例提供一种锂电池废料再生磷酸铁的生产工艺,包括以下步骤:
S1、将磷酸铁锂废料放入破碎机中破碎,然后经150目筛进行过筛除杂,得到磷酸铁锂粉;再将磷酸铁锂粉投入浆料罐中,按照固液比为1:4向浆料罐中加水,常温下混浆1h,得到磷酸铁锂浆料。
S2、按照固液比为1:6的比例向磷酸铁锂浆料中加入钢材洗涤废酸进行酸浸,在60℃的温度下,并以500r/min的速度搅拌1.5h,以此对磷酸铁锂进行溶解得到酸浸液。其中,所加入钢材洗涤废酸中的Fe含量为122g/L。
S3、向上述酸浸液中补入液体氯化亚铁;
S4、向上述补入铁源的酸浸液中加入双氧水,使溶液中的二价铁氧化成三价铁;并采用铁氰化钾对酸浸液进行检验,直至二价铁完全被氧化。
S5、向上述加入氧化剂的酸浸液中补入磷酸二氢铵,使铁磷的摩尔比为1:0.98;
S6、向上述补入磷源的酸浸液中加入碱性溶液,调节pH值在1.9生成沉淀,然后在60℃的温度下陈化1.5h,再经过滤、洗涤、干燥得到二水磷酸铁;再将二水磷酸铁在100℃的温度下脱水得到磷酸铁。
实施例2
本实施例提供一种锂电池废料再生磷酸铁的生产工艺,包括以下步骤:
S1、将磷酸铁锂废料放入破碎机中破碎,然后经150目筛进行过筛除杂,得到磷酸铁锂粉;再将磷酸铁锂粉投入浆料罐中,按照固液比为1:2向浆料罐中加水,常温下混浆0.5h,得到磷酸铁锂浆料。
S2、按照固液比为1:10的比例向磷酸铁锂浆料中加入钢材洗涤废酸进行酸浸,在40℃的温度下,并以600r/min的速度搅拌1h,以此对磷酸铁锂进行溶解得到酸浸液。其中,所加入钢材洗涤废酸中的Fe含量为90g/L。
S3、向上述酸浸液中补入液体三氯化铁;
S4、向上述补入铁源的酸浸液中加入氯气,使溶液中的二价铁氧化成三价铁;并采用铁氰化钾对酸浸液进行检验,直至二价铁完全被氧化。
S5、向上述加入氧化剂的酸浸液中补入磷酸二氢钠,使铁磷的摩尔比为1:1;
S6、向上述补入磷源的酸浸液中加入碱性溶液,调节pH值在1.8生成沉淀,然后在95℃的温度下陈化1h,再经过滤、洗涤、干燥得到二水磷酸铁;再将二水磷酸铁在90℃的温度下脱水得到磷酸铁。
实施例3
本实施例提供一种锂电池废料再生磷酸铁的生产工艺,包括以下步骤:
S1、将磷酸铁锂废料放入破碎机中破碎,然后经150目筛进行过筛除杂,得到磷酸铁锂粉;再将磷酸铁锂粉投入浆料罐中,按照固液比为1:8向浆料罐中加水,常温下混浆0.7h,得到磷酸铁锂浆料。
S2、按照固液比为1:2的比例向磷酸铁锂浆料中加入钢材洗涤废酸进行酸浸,在80℃的温度下,并以400r/min的速度搅拌2h,以此对磷酸铁锂进行溶解得到酸浸液。其中,所加入钢材洗涤废酸中的Fe含量为130g/L。
S3、向上述酸浸液中补入液体氯化亚铁、固体氯化亚铁;
S4、向上述补入铁源的酸浸液中加入氯气,使溶液中的二价铁氧化成三价铁;并采用铁氰化钾对酸浸液进行检验,直至二价铁完全被氧化。
S5、向上述加入氧化剂的酸浸液中补入磷酸二氢钾,使铁磷的摩尔比为1:0.99;
S6、向上述补入磷源的酸浸液中加入碱性溶液,调节pH值在2生成沉淀,然后在20℃的温度下陈化2h,再经过滤、洗涤、干燥得到二水磷酸铁;再将二水磷酸铁在120℃的温度下脱水得到磷酸铁。
实施例4
本实施例提供一种锂电池废料再生磷酸铁的生产工艺,包括以下步骤:
S1、将磷酸铁锂废料放入破碎机中破碎,然后经150目筛进行过筛除杂,得到磷酸铁锂粉;再将磷酸铁锂粉投入浆料罐中,按照固液比为1:6向浆料罐中加水,常温下混浆0.6h,得到磷酸铁锂浆料。
S2、按照固液比为1:8的比例向磷酸铁锂浆料中加入钢材洗涤废酸进行酸浸,在70℃的温度下,并以500r/min的速度搅拌1.5h,以此对磷酸铁锂进行溶解得到酸浸液。其中,所加入钢材洗涤废酸中的Fe含量为110g/L。
S3、向上述酸浸液中补入液体氯化亚铁、固体氯化亚铁、液体三氯化铁;
S4、向上述补入铁源的酸浸液中加入双氧水,使溶液中的二价铁氧化成三价铁;并采用铁氰化钾对酸浸液进行检验,直至二价铁完全被氧化。
S5、向上述加入氧化剂的酸浸液中补入磷酸二氢铵,使铁磷的摩尔比为1:1;
S6、向上述补入磷源的酸浸液中加入碱性溶液,调节pH值在2生成沉淀,然后在90℃的温度下陈化1.8h,再经过滤、洗涤、干燥得到二水磷酸铁;再将二水磷酸铁在100℃的温度下脱水得到磷酸铁。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于:步骤S1中加水打浆时磷酸铁锂浆粉与水的固液比为1:1。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于:步骤S2中磷酸铁锂浆料与钢材洗涤废酸的固液比为1:1。
计算对实施例1-4、对比例1-2再生磷酸铁的回收率,并对其成分进行分析,结果见表1。
表1磷酸铁的回收率及成分分析表
本申请的实施原理为:本申请磷酸铁锂废料进行预处理后,利用钢材洗涤废酸溶解磷酸铁锂浆料,使磷酸铁锂中的锂、铁、磷溶出,通过补入铁源、磷源、氧化剂,调节铁磷比,加入碱性溶液生成沉淀,经陈化、过滤、洗涤、干燥得到二水磷酸铁,脱水得到磷酸铁。本申请利用钢材洗涤废酸作为溶解磷酸铁锂的酸源,无需额外消耗大量的酸,实现了废酸的资源化利用;钢材洗涤废酸中还含有铁,可作为再生工艺的铁源,同时减少了外加铁源用量,实现对钢材洗涤废酸中铁的回收利用;本再生工艺解决了钢材洗涤废酸处理困难的问题,具有工艺简单、环境友好、降低成本的优点。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种锂电池废料再生磷酸铁的生产工艺,其特征在于:包括以下步骤:
S1、对磷酸铁锂废料进行破碎、过筛、除杂,加水混浆得到磷酸铁锂浆料;
S2、在加热搅拌的条件下,利用钢材洗涤废酸对磷酸铁锂浆料进行溶解,以此得到酸浸液;
S3、向上述酸浸液中补入铁源;
S4、向上述补入铁源的酸浸液中加入氧化剂,使溶液中的二价铁氧化成三价铁;
S5、向上述加入氧化剂的酸浸液中补入磷源,使铁磷的摩尔比为1:0.98-1;
S6、向上述补入磷源的酸浸液中加入碱性溶液,调节pH值在1.8-2生成沉淀,通过陈化、过滤、洗涤、干燥、脱水得到磷酸铁。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池废料再生磷酸铁的生产工艺,其特征在于:所述步骤S1中加水打浆的固液质量比为1:2-1:8,常温混浆时间为0.5-1h。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池废料再生磷酸铁的生产工艺,其特征在于:所述步骤S2中钢材洗涤废酸与磷酸铁锂浆料中固体的固液比1:2-1:10。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池废料再生磷酸铁的生产工艺,其特征在于:所述步骤S2的钢材洗涤废酸中Fe含量为90-130g/L;
所述步骤S2中的加热温度为40-80℃,搅拌速度为400-600r/min,搅拌时间为1-2h。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池废料再生磷酸铁的生产工艺,其特征在于:所述步骤S3中铁源为液体氯化亚铁、固体氯化亚铁、液体三氯化铁中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种锂电池废料再生磷酸铁的生产工艺,其特征在于:所述步骤S4中氧化剂为双氧水、氯气中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种锂电池废料再生磷酸铁的生产工艺,其特征在于:所述步骤S4中采用铁氰化钾检验酸浸液中的二价铁。
8.根据权利要求1所述的一种锂电池废料再生磷酸铁的生产工艺,其特征在于:所述步骤S5中磷源为磷酸二氢铵、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的一种锂电池废料再生磷酸铁的生产工艺,其特征在于:所述步骤S6中碱性溶液为氨水、氢氧化钠中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的一种锂电池废料再生磷酸铁的生产工艺,其特征在于:所述步骤S6中的陈化温度为20℃-95℃、时间为1-2h;脱水温度为90-120℃。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210528483.7A CN114920227A (zh) | 2022-05-16 | 2022-05-16 | 一种锂电池废料再生磷酸铁的生产工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210528483.7A CN114920227A (zh) | 2022-05-16 | 2022-05-16 | 一种锂电池废料再生磷酸铁的生产工艺 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114920227A true CN114920227A (zh) | 2022-08-19 |
Family
ID=82808562
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210528483.7A Pending CN114920227A (zh) | 2022-05-16 | 2022-05-16 | 一种锂电池废料再生磷酸铁的生产工艺 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114920227A (zh) |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105692576A (zh) * | 2016-03-10 | 2016-06-22 | 三峡大学 | 一种利用工业含铁废弃物制备电池级磷酸铁的方法 |
CN106684485A (zh) * | 2016-12-19 | 2017-05-17 | 天齐锂业股份有限公司 | 酸浸法回收处理废旧磷酸铁锂正极材料的方法 |
CN109626350A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-04-16 | 中钢集团南京新材料研究院有限公司 | 一种废旧磷酸铁锂电池正极片制备电池级磷酸铁的方法 |
CN110002420A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-07-12 | 江西赣锋锂业股份有限公司 | 一种利用钢铁厂酸洗废液制备无水磷酸铁的方法 |
CN111232944A (zh) * | 2020-03-19 | 2020-06-05 | 王敏 | 一种低成本磷酸铁的制备方法 |
CN111924817A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-11-13 | 中南大学 | 一种利用废旧磷酸铁锂正极材料综合利用的方法 |
CN112158818A (zh) * | 2020-09-08 | 2021-01-01 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 改性磷酸铁及钢材酸洗废液制备改性磷酸铁的方法、应用 |
CN112289992A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-01-29 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种高性能磷酸铁锂及其钢材酸洗废液制备方法、应用 |
CN112320781A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-02-05 | 湖南金源新材料股份有限公司 | 一种磷酸铁锂废料提锂残渣再生磷酸铁的方法 |
CN113745684A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-12-03 | 金川集团股份有限公司 | 一种废旧磷酸铁锂电池正极材料回收的方法 |
CN114180546A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-03-15 | 江西赣锋循环科技有限公司 | 一种含钛磷酸铁锂废料制备无水磷酸铁的方法 |
-
2022
- 2022-05-16 CN CN202210528483.7A patent/CN114920227A/zh active Pending
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105692576A (zh) * | 2016-03-10 | 2016-06-22 | 三峡大学 | 一种利用工业含铁废弃物制备电池级磷酸铁的方法 |
CN106684485A (zh) * | 2016-12-19 | 2017-05-17 | 天齐锂业股份有限公司 | 酸浸法回收处理废旧磷酸铁锂正极材料的方法 |
CN109626350A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-04-16 | 中钢集团南京新材料研究院有限公司 | 一种废旧磷酸铁锂电池正极片制备电池级磷酸铁的方法 |
CN110002420A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-07-12 | 江西赣锋锂业股份有限公司 | 一种利用钢铁厂酸洗废液制备无水磷酸铁的方法 |
CN111232944A (zh) * | 2020-03-19 | 2020-06-05 | 王敏 | 一种低成本磷酸铁的制备方法 |
CN111924817A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-11-13 | 中南大学 | 一种利用废旧磷酸铁锂正极材料综合利用的方法 |
CN112158818A (zh) * | 2020-09-08 | 2021-01-01 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 改性磷酸铁及钢材酸洗废液制备改性磷酸铁的方法、应用 |
CN112289992A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-01-29 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种高性能磷酸铁锂及其钢材酸洗废液制备方法、应用 |
CN112320781A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-02-05 | 湖南金源新材料股份有限公司 | 一种磷酸铁锂废料提锂残渣再生磷酸铁的方法 |
CN113745684A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-12-03 | 金川集团股份有限公司 | 一种废旧磷酸铁锂电池正极材料回收的方法 |
CN114180546A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-03-15 | 江西赣锋循环科技有限公司 | 一种含钛磷酸铁锂废料制备无水磷酸铁的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109775678B (zh) | 废旧磷酸铁锂电池中制备电池级磷酸铁和工业级磷酸锂的方法 | |
CN113061723B (zh) | 一种从废旧磷酸铁锂电池中回收锂并制备磷酸铁的方法 | |
CN107267759B (zh) | 一种锂离子电池正极材料的综合回收方法 | |
CN113443640B (zh) | 一种利用磷酸铁锂电池正负极废粉制备电池级碳酸锂和电池级磷酸铁的方法 | |
CN109626350B (zh) | 一种废旧磷酸铁锂电池正极片制备电池级磷酸铁的方法 | |
CN113896211A (zh) | 一种废旧磷酸铁锂电池资源化的处理方法 | |
CN109179359A (zh) | 一种从磷酸铁锂废料中提取锂和磷酸铁的方法 | |
CN107546436A (zh) | 一种从磷酸铁锂中回收锂的方法及富锂溶液 | |
Wu et al. | Selective recovery of lithium from spent lithium iron phosphate batteries using oxidation pressure sulfuric acid leaching system | |
CN112310499B (zh) | 一种废旧磷酸铁锂材料的回收方法、及得到的回收液 | |
CN113415793B (zh) | 一种磷酸铁锂电池废料制备高纯磷酸铁的方法 | |
CN113912033A (zh) | 一种前置提锂的废旧磷酸铁锂电池正负极混粉的回收方法 | |
CN115149140B (zh) | 一种从废旧磷酸铁锂电池中回收铁和锂的方法 | |
CN115744864A (zh) | 一种废旧磷酸铁锂电池正极材料高效回收及再生利用的方法 | |
CN113753874B (zh) | 从含pvdf的磷酸铁锂正极材料中回收活性物质的方法 | |
WO2024021237A1 (zh) | 一种磷酸铁锂的回收方法 | |
CN115448335B (zh) | 一种废旧磷酸锰铁锂电池的回收利用方法 | |
CN115072688B (zh) | 一种废旧磷酸铁锂电池全组分回收方法 | |
CN116854062A (zh) | 一种提锂后废渣的高效回收利用方法 | |
CN114976336A (zh) | 一种从锂电池正极材料浸出锂的方法 | |
CN114920227A (zh) | 一种锂电池废料再生磷酸铁的生产工艺 | |
CN115784268A (zh) | 一种从正负极黑粉联合回收锂和石墨的方法 | |
CN113666397A (zh) | 一种废旧磷酸铁锂材料酸法经济回收锂的方法 | |
CN113314778A (zh) | 一种退役锂离子电池正极材料的回收处理方法 | |
CN116002646B (zh) | 一种废旧磷酸铁锂电池中有价组分全资源化回收的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20220819 |