一种废旧磷酸铁锂粉连续制备电池级磷酸铁的方法与流程

【】本发明涉及磷酸铁锂的前驱体制备，尤其涉及一种废旧磷酸铁锂粉连续制备电池级磷酸铁的方法。

背景技术

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背景技术：

1、磷酸铁锂电池，是一种使用磷酸铁锂(lifepo4)作为正极材，料，碳作为负极材料的锂离子电池，单体额定电压为3.2v，充电截止电压为3.6v～3.65v。充电过程中，磷酸铁锂中的部分锂离子脱出，经电解质传递到负极，嵌入负极碳材料；同时从正极释放出电子，自外电路到达负极，维持化学反应的平衡。放电过程中，锂离子自负极脱出，经电解质到达正极，同时负极释放电子，自外电路到达正极，为外界提供能量。磷酸铁锂电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、安全性能好、自放电率小、无记忆效应的优点。

2、随着磷酸铁锂电池的需求将高速增长，而废旧磷酸铁锂电池的回收利用也成为一个重要问题。

3、我国是锂资源贫乏的国家，大多数锂是以盐湖的形式存在，离子浓度低，富集成本高，因此，废旧锂电池提锂回收是非常热门的技术，废旧磷酸铁锂粉的回收工艺目前主要是磷酸铁锂废料优先提锂，提锂渣就当废弃物卖给下游厂家，或者全湿法冶炼，先制备磷酸铁，最后蒸发浓缩，制备碳酸锂。但这造成了流程长，不能连续生产，锂回收率低，磷酸铁纯度不高等缺点。

4、本发明即是针对现有技术的不足而研究提出的。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、针对上述工艺存在的缺陷及技术上的困难，本发明提供一种废旧磷酸铁锂粉连续制备电池级磷酸铁的方法，实现锂收率高，连续化生产，磷酸铁中硫酸根含量低等特点

2、本发明可以通过以下技术方案来实现：

3、本发明公开了一种废旧磷酸铁锂粉连续制备电池级磷酸铁的方法，包含以下步骤：

4、步骤1，一段浸出：将磷酸铁锂用硫酸进行溶解浸出，根据溶液中亚铁的含量通入双氧水，通入双氧水与亚铁的摩尔比为1-2：1，反应时间1-3h，ph值2-3，温度控制在50-70℃，压滤，压滤后的提锂渣用自来水冲洗，滤液和洗水返回继续浸出，待滤液锂浓度在18-21g/l时，进行沉锂作业；

5、步骤2，二段浸出：步骤一种的提锂渣用硫酸浸出，反应时间1-3h，ph值＜1.5，温度控制在50-70℃，压滤，得到粗制石墨和磷酸二氢铁溶液，送样分析fe2+、fe3+的含量，计算fe:p，并根据需要添加一定量的fe调节铁磷比；

6、步骤3，沉淀反应：将一定量的磷酸二氢铁溶液加入反应釜中，作为底液，加热到80-90℃，然后将配置好铁磷比为0.97-1.2的磷酸二氢铁溶液、10％的氨水及双氧水溶液并流加入到5m3的反应釜中，进行反应2-4h，控制ph在1.8-2.0之间；

7、步骤4，陈化：将反应釜溢流出来的磷酸铁浆料打入陈化槽，用10％的氨水控制ph在2-2.5之间，陈化时间2-4h，沉淀完全后，压滤，控制体系中so42-的浓度＜2mol/l：

8、步骤5，洗涤：将磷酸铁用ph值为8-9的氨水，温度为60-80℃进行洗涤3次，除去磷酸铁中的硫酸根；

9、步骤6，烘干：将磷酸铁在100-150℃的烘箱中，烘12h，得到二水磷酸铁；

10、步骤7，煅烧：将烘干后的磷酸铁放入马弗炉中，550-650℃，煅烧4h，得到低硫的无水磷酸铁。

11、本发明与现有的技术相比有如下优点：

12、1.本技术方法通过优先提锂工艺，将铜、铝、镁等杂质率先溶解在浸出液中，提高了磷酸铁锂渣的纯度，减少了二段浸出液的除铜除铝工序；

13、2.本技术方法通过并流进料的方法进行共沉淀反应，而不是将双氧水、10％氨水加入到磷酸二氢铁溶液中，这使得反应环境中so42-的浓度是一个随着反应的持续逐渐升高的过程，而不是一直不变的过程。实现连续化生产，控制体系中so42-的浓度＜2mol/l。当体系中so42-的浓度＞2mol/l，反应停止。

14、3.本技术方法通过陈化工艺来实现磷酸铁的连续化生产，控制最终ph值为2-2.5，降低产品波动性。

15、4.本技术方法通过ph值为8-9的氨水来进行洗涤，而不是用纯水，是为了对磷酸铁中的硫酸根进行洗涤。

16、5.本技术方案煅烧温度设定在550-650℃，是有助于硫酸铵的分解。

技术特征：

1.一种废旧磷酸铁锂粉连续制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于，包含以下步骤：

技术总结
本发明涉及磷酸铁锂的前驱体制备技术领域，尤其涉及一种废旧磷酸铁锂粉连续制备电池级磷酸铁的方法，该制备方法包括：(1)一段浸出、(2)二段浸出、(3)沉淀反应、(4)陈化、(5)洗涤、(6)烘干和(7)煅烧得到低硫的无水磷酸铁。本技术方法通过优先提锂工艺，将铜、铝、镁等杂质率先溶解在浸出液中，提高了磷酸铁锂渣的纯度，减少了二段浸出液的除铜除铝工序。

技术研发人员：谢福标,吴阳红
受保护的技术使用者：赣州腾远钴业新材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12