本发明涉及废旧电池二次利用的方法，尤其涉及一种利用废旧磷酸铁锂电池制备碳酸锂的方法。
背景技术：
用于手机及汽车中废旧的锂电池，其成份主要是磷酸铁锂，同时还有铁、铝等杂质，这些废旧锂电池一般都会用于制备碳酸锂，目前常规的方法一般分为拆分、碱溶、硫酸溶解、碳酸钠结晶四个步骤。其中，硫酸溶解步骤中，需要大量的硫酸溶液；其下一步碳酸钠结晶前，还需要创造碱性环境，以去除部分金属离子，由于硫酸溶解需要的酸量较大，因此需要更多的碱性溶液，进行金属离子的去除，进而导致整个过程中的酸和碱的用量极大。
技术实现要素：
本发明对于上述现有技术的不足，提供了一种利用废旧磷酸铁锂电池制备碳酸锂的方法。
本发明的一种利用废旧磷酸铁锂电池制备碳酸锂的方法，操作方法如下：
a、粉碎：将废旧磷酸铁锂电池的正极材料粉碎，取100～200目粒径的粉料a；
b、溶解：80～90℃下，在粉料a中加入10%的氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液与粉料体积比为15～20:1，过滤后取滤渣b；
c、浸出：将滤渣b用h2so4和还原剂h202的混合溶液浸出，控制固液体积比为1:3～5、且固液混合物中硫酸浓度3～5mol/l、h202的浓度为10%～25%、反应温度70～80℃，反应时间1～3小时；取液体经酸回收装置，得到流出液c，调节流出液c的ph为5.0～8.0，沉淀出氢氧化铁，过滤除去氢氧化铁得到滤液e，并用x射线荧光分析仪测定锂的含量；
d、结晶：将滤液e中加入固体碳酸钠，氢氧化锂与碳酸钠的摩尔比为2:1.1～1.05，然后将混合液85～100℃浓缩，得到的结晶即为碳酸锂。
作为本发明的进一步改进，所述的酸回收装置，采用强碱性阴离子交换树脂，操作温度50～70℃，废硫酸流速50～60bv/h,解析液为脱盐水，流速5～10bv/h。
本发明的一种利用废旧磷酸铁锂电池制备碳酸锂的方法，其经碱处理后的滤渣经过废硫酸浸出后，将硫酸通过废酸回收树脂进行回收回收率达到95-98%，使硫酸和溶出的金属离子得到分离。硫酸可以重复利用降低酸的排放成本及生产成本，减少对环境造成的污染。本方法经酸回收后仅产生少量含金属酸液，然后对其中锂进行回收，制备成碳酸锂，减少了废液的处理量，提高了生产效率同时也节约了生产成本。
具体实施方式
实施例1
本发明的一种利用废旧磷酸铁锂电池制备碳酸锂的方法，操作方法如下：
a、粉碎：将废旧磷酸铁锂电池的正极材料粉碎，取120目粒径的粉料a；
b、溶解：80℃下，在粉料a中加入10%的氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液与粉料体积比为16:1；溶解铝及铝的氧化物，过滤后取滤渣b；
c、浸出：将滤渣b用98%的h2so4和30%的h202的混合溶液浸出，控制固液比为1:3、且固液混合物中硫酸浓度3mol/l,双氧水h202的浓度为10%，反应温度70℃，反应时间1小时；取液体经酸回收装置，得到流出液c；所述的酸回收装置，采用强碱性阴离子交换树脂，操作温度50℃，废硫酸流速50bv/h,解析液为脱盐水，流速50bv/h（bv为倍床层）；将硫酸通过废酸回收装置，游离酸进入并被阻滞(吸附)在树脂粒内部，盐类不能进入树脂粒内部而先流出柱体，再通水淋洗脱附树脂粒内的游离酸流出成回收酸，回收的酸可重复利用，极大的减少了酸的用量，这样流出液c中含酸量极少，也减少后续步骤的碱用量；所述的流出液c为含盐流出液，向流出液c中加10%的氢氧化钠或氢氧化钾，调节流出液c的ph值至6.0，沉淀出氢氧化铁，过滤除去氢氧化铁得到滤液e，并用x射线荧光分析仪测定滤液中锂的含量，并计算出氢氧化锂的含量；
d、结晶：在滤液e中加入固体碳酸钠，氢氧化锂与碳酸钠的摩尔比为2:1.1，然后将混合液85℃浓缩，得到的结晶即为碳酸锂。
实施例2
本发明的一种利用废旧磷酸铁锂电池制备碳酸锂的方法，操作方法如下：
a、粉碎：将废旧磷酸铁锂电池的正极材料粉碎，取180目粒径的粉料a；
b、溶解：90℃下，在粉料a中加入10%的氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液与粉料体积比为20:1；溶解铝及铝的氧化物，过滤后取滤渣b；
c、浸出：将滤渣b用h2so4和还原剂h202的混合溶液浸出，控制固液比为1:5，硫酸浓度5mol/l,双氧水的浓度为25%，反应温度80℃，反应时间3小时；取液体经酸回收装置，得到流出液c；所述的酸回收装置，采用强碱性阴离子交换树脂，操作温度70℃，废硫酸流速60bv/h,解析液为脱盐水，流速10bv/h（bv为倍床层）；将硫酸通过废酸回收装置，游离酸进入并被阻滞(吸附)在树脂粒内部，盐类不能进入树脂粒内部而先流出柱体，再通水淋洗脱附树脂粒内的游离酸流出成回收酸，回收的酸可重复利用，极大的减少了酸的用量，这样流出液c中含酸量极少，也减少后续步骤的碱用量；所述的流出液c为含盐流出液，向流出液c中加15%的氢氧化钠或氢氧化钾，调节流出液c的ph值至7.5，沉淀出氢氧化铁，过滤除去氢氧化铁得到滤液e，并用x射线荧光分析仪测定滤液中锂的含量，并计算出氢氧化锂的含量；
d、结晶：在滤液e中加入固体碳酸钠，氢氧化锂与碳酸钠的摩尔比为2:1.05，然后将混合液100℃浓缩，得到的结晶即为碳酸锂。
实施例3
本发明的一种利用废旧磷酸铁锂电池制备碳酸锂的方法，操作方法如下：
a、粉碎：将废旧磷酸铁锂电池的正极材料粉碎，取150目粒径的粉料a；
b、溶解：80～90℃下，在粉料a中加入10%的氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液与粉料体积比为18:1；溶解铝及铝的氧化物，过滤后取滤渣b；
c、浸出：将滤渣b用h2so4和h202的混合溶液浸出，控制固液比为1:4，硫酸浓度4mol/l,双氧水h202的浓度为20%，反应温度75℃，反应时间2小时；取液体经酸回收装置，得到流出液c；所述的酸回收装置，采用强碱性阴离子交换树脂，操作温度60℃，废硫酸流速55bv/h,解析液为脱盐水，流速8bv/h（bv为倍床层）；将硫酸通过废酸回收装置，游离酸进入并被阻滞(吸附)在树脂粒内部，盐类不能进入树脂粒内部而先流出柱体，再通水淋洗脱附树脂粒内的游离酸流出成回收酸，回收的酸可重复利用，极大的减少了酸的用量，这样流出液c中含酸量极少，也减少后续步骤的碱用量；所述的流出液c为含盐流出液，向流出液c中加10～15%的氢氧化钠或氢氧化钾，调节流出液c的ph值至7.0，沉淀出氢氧化铁，过滤除去氢氧化铁得到滤液e，并用x射线荧光分析仪测定滤液中锂的含量，同时计算出氢氧化锂的含量；
d、结晶：将滤液e中加入固体碳酸钠，氢氧化锂与碳酸钠的摩尔比为2:1.08，然后将混合液95℃浓缩，得到的结晶即为碳酸锂。