一种废旧磷酸铁锂的除杂方法和磷酸铁产品与流程

专利2026-07-01  26


本申请涉及除杂,特别是涉及一种废旧磷酸铁锂的除杂方法和磷酸铁产品。


背景技术:

1、随着新能源汽车行业的不断地发展,我国将成为世界上最大的新能源汽车市场,由于其所使用的电池寿命较短。因此,未来将会出现大量退役的磷酸铁锂电池,且数量呈现快速增长的趋势。退役的磷酸铁锂电池中的有害部分进入环境后悔带来严重的污染,而对废旧磷酸铁锂电池进行回收,不仅解决了环境问题,还带来一定的经济效应。另外,废旧的磷酸铁锂带来的起火和爆炸等安全隐患液不容小觑,因此,对废旧磷酸铁锂电池进行回收已经迫在眉睫。

2、目前,废旧磷酸铁锂电池回收处理方法主要包括湿法冶金、高温固相回收、生物浸出法、火法冶金等。湿法冶金由于金属回收率高、过程易控制、能耗低和污染较小等优点在回收处理废旧磷酸铁锂电池方面应用较广,但存在回收金属选择性难以控制、批次处理量小、废液多等缺点。高温固相回收流程相对较短、操作简单、不需要大量的酸碱试剂,但对回收原料纯度要求高,其中的杂质会降低所得产品的电化学性能。生物浸出法虽然环保、成本低,但存在浸出率较低、对环境要求高、周期长等缺点。火法冶金具有用途广、回收率高等特点,但是该工艺不仅能耗高,而且会产生大量的废气和其他污染物,也无法对各类金属进行有效的再利用。可见,目前的回收方法存在回收流程复杂和成本高的问题。


技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种废旧磷酸铁锂的除杂方法,以简化除杂过程并降低除杂成本。具体技术方案如下:

2、本申请的第一方面提供一种废旧磷酸铁锂的除杂方法,其中,所述废旧磷酸铁锂包括杂质元素,所述杂质元素包括铝和/或钙;所述除杂方法包括以下步骤:

3、(1)将所述废旧磷酸铁锂与(nh4)2so4混合,然后进行焙烧得到焙烧物;

4、其中,所述废旧磷酸铁锂与(nh4)2so4的质量比x为1:(0.6至1),所述焙烧的温度t1为250℃至400℃、时间t1为0.5h至12h;

5、(2)将所述焙烧物与水混合后的浆料进行浸出处理,过滤,得到浸出液和滤渣,所述滤渣为纯化的磷酸铁渣;

6、其中,所述浆料的ph≤3。

7、在本申请的一些实施方案中,步骤(1)中,所述质量比x为1:(0.75至0.85)。

8、在本申请的一些实施方案中,步骤(1)中,所述焙烧的温度t1为300℃至350℃、时间t1为0.5h至4h。

9、在本申请的一些实施方案中,步骤(1)中,所述焙烧中不断通入含氧气体,所述含氧气体包含空气或氧气。

10、在本申请的一些实施方案中,步骤(1)中,将(nh4)2so4混合之前,进行研磨、过筛,所述筛网为50目至200目。

11、在本申请的一些实施方案中,步骤(2)中,所述焙烧物与水的固液比为0.1g/ml至0.3g/ml。

12、在本申请的一些实施方案中,步骤(2)中,所述浆料的2≤ph≤3。

13、在本申请的一些实施方案中,步骤(2)中,所述浸出处理的温度t2为15℃至35℃,时间t2为0.5h至10h。

14、在本申请的一些实施方案中,步骤(2)中,所述浸出液中含有li+和所述杂质元素。

15、在本申请的一些实施方案中,所述滤渣中铝含量≤500ppm,钙含量≤100ppm。

16、本申请的第二方面提供了一种磷酸铁产品,其中,所述磷酸铁产品中的铁和磷的摩尔比为(0.96至1):1;所述磷酸铁产品由前述任一实施方案中所述的除杂方法得到的纯化的磷酸铁渣制备得到。

17、本申请的有益效果:

18、本申请提供了一种废旧磷酸铁锂的除杂方法,废旧磷酸铁锂包括杂质元素,杂质元素包括铝和/或钙;除杂方法包括以下步骤:(1)将废旧磷酸铁锂与(nh4)2so4混合,然后进行焙烧,废旧磷酸铁锂与(nh4)2so4的质量比x为1:(0.6至1),焙烧的温度t1为250℃至400℃,之后将焙烧物与水混合后的浆料进行浸出处理,过滤,得到浸出液和滤渣,滤渣为纯化的磷酸铁渣;其中,浆料的ph≤3。采用本申请提供的除杂方法,通过焙烧、浸出处理,并协同调控质量比x、焙烧温度t1、以及浆料的ph在上述范围内,能够有效除去废旧磷酸铁锂中的杂质元素,同时还可以将li+高效浸出,且磷酸铁的损失量也较低,而且本工艺除杂过程简单、成本低廉、环境友好。

19、本申请,利用(nh4)2so4通过焙烧的方式对废旧磷酸铁锂除杂,可将碳和有机物除去,减少了高温焙烧除碳及有机物的过程(低温250℃至400℃焙烧完成后,浸水发现碳和有机物被除去),减少了复杂的除杂过程。

20、当然,实施本申请的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。



技术特征:

1.一种废旧磷酸铁锂的除杂方法,其中,所述废旧磷酸铁锂包括杂质元素,所述杂质元素包括铝和/或钙;所述除杂方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的除杂方法,其中,步骤(1)中,所述质量比x为1:(0.75至0.85)。

3.根据权利要求1所述的除杂方法,其中,步骤(1)中,所述焙烧的温度t1为300℃至350℃、时间t1为0.5h至4h。

4.根据权利要求1所述的除杂方法,其中,步骤(1)中,所述焙烧中不断通入含氧气体,所述含氧气体包含空气或氧气。

5.根据权利要求1所述的除杂方法,其中,步骤(2)中,所述焙烧物与水的固液比为0.1g/ml至0.3g/ml。

6.根据权利要求1所述的除杂方法,其中,步骤(2)中,所述浆料的2≤ph≤3。

7.根据权利要求1所述的除杂方法,其中,步骤(2)中,所述浸出处理的温度t2为15℃至35℃,时间t2为0.5h至10h。

8.根据权利要求1所述的除杂方法,其中,步骤(2)中,所述浸出液中含有li+和所述杂质元素。

9.根据权利要求1所述的除杂方法,其中,所述滤渣中铝含量≤500ppm,钙含量≤100ppm。

10.一种磷酸铁产品,其中,所述磷酸铁产品中的铁和磷的摩尔比为(0.96至1):1;


技术总结
本申请提供了一种废旧磷酸铁锂的除杂方法,废旧磷酸铁锂包括杂质元素,杂质元素包括铝和/或钙;除杂方法包括以下步骤:(1)将废旧磷酸铁锂与(NH<subgt;4</subgt;)<subgt;2</subgt;SO<subgt;4</subgt;混合,然后进行焙烧得到焙烧物;其中,废旧磷酸铁锂与(NH<subgt;4</subgt;)<subgt;2</subgt;SO<subgt;4</subgt;的质量比X为1:(0.6至1),焙烧的温度T1为250℃至400℃、时间t1为0.5h至12h;(2)将焙烧物与水混合后的浆料进行浸出处理,过滤,得到浸出液和滤渣,滤渣为纯化的磷酸铁渣;其中,浆料的pH≤3。采用本申请提供的除杂方法,通过焙烧、浸出处理、过滤,并调控质量比X、T1、t1、浆料的pH在上述范围内,能够有效除去废旧磷酸铁锂中的杂质元素,而且除杂过程简单、成本低廉、环境友好。

技术研发人员:刘凯,赵旭阳,王奎虎,孙亮亮
受保护的技术使用者:江苏新锂元科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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