本發(fā)明屬于資源回收，涉及一種磷酸鐵鋰廢料的回收方法。

背景技術：

1、廢棄磷酸鐵鋰正極材料選擇性提鋰渣中含有大量的鐵和磷，其主要成分為磷酸鐵，但因其中含有一些極易與鐵共沉的雜質，導致再生為電池級磷酸鐵的難度較高，但棄置填埋又會造成資源的浪費。且考慮到近年大批企業(yè)扎堆投建磷酸鐵產線，過度擴張導致的磷酸鐵產能過剩，出貨困難，亟需開發(fā)新的工藝和產品對磷酸鐵鋰廢料進行處理，緩解磷酸鐵鋰廢料末端處理的壓力。

2、cn118619311a公開了一種廢舊磷酸鐵鋰電池中鋰的回收方法，公開了廢舊磷酸鐵鋰電池中鋰的回收方法，包括：獲取廢舊磷酸鐵鋰電池中的磷酸鐵鋰黑粉；將磷酸鐵鋰黑粉與堿料混合，制得焙燒生料；在無氧條件下對焙燒生料進行微波焙燒，得到焙燒熟料；將焙燒熟料與浸出劑混合進行水浸處理，得到含鋰浸出液；對含鋰浸出液進行結晶處理，得到氫氧化鋰。

3、cn118598097a公開了一種廢磷酸鐵鋰電池粉料的回收方法，其所述回收方法包括：將廢磷酸鐵鋰電池粉料與酸性水溶液混合，過濾洗滌后得第一溶液；將第一溶液與第一還原劑混合，過濾洗滌后得第二溶液和銅粉；將第二溶液控溫后與第一酸堿調節(jié)劑和第二還原劑混合，過濾洗滌后得第三溶液和第一鋁渣；將第三溶液與磷鐵比調節(jié)劑、氧化劑和第二酸堿調節(jié)劑混合，過濾洗滌后得水合磷酸鐵。

4、上述回收磷酸鐵鋰廢料的方案中，僅可以單獨回收鋰或磷、鐵，操作步驟繁瑣且難以實現同步回收，導致資源回收不夠充分，實用價值降低。

技術實現思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種磷酸鐵鋰廢料的回收方法，本發(fā)明所述回收方法將磷酸鐵鋰廢料中的鐵和磷分別資源化，回收得到鐵粉和磷酸，同時對渣中殘余的鋰回收得到碳酸鋰，實現了磷酸鐵鋰廢料的資源化處置，緩解了環(huán)保壓力。

2、為達到此發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種磷酸鐵鋰廢料的回收方法，所述回收方法包括以下步驟：

4、(1)將磷酸鐵鋰廢料漿化后與酸溶液和還原劑混合進行浸出處理，得到浸出液和浸出渣；

5、(2)對浸出液進行除雜處理后得到除雜液，對所述除雜液進行萃取提鋰處理得到第一有機相和萃余液；

6、(3)對第一有機相進行第一反萃處理得到第一反萃液和第二有機相，將第一反萃液與碳酸鹽混合得到碳酸鋰，對第二有機相進行第二反萃處理得到第二反萃液和再生萃取劑；

7、(4)將萃余液作為陰極液進行電解處理，在陰極得到粗電解鐵和電解貧液，將電解貧液與鈣源混合，得到磷酸鈣渣，將磷酸鈣渣與硫酸混合，反應后固液分離得到磷酸，對粗電解鐵進行還原處理得到高純電解鐵粉。

8、本發(fā)明不對步驟(3)和步驟(4)的操作順序進行限定，可以先進行步驟(3)也可以先進行步驟(4)。

9、本發(fā)明將磷酸鐵鋰廢料浸出、除雜后，先進行萃取提鋰分別得到含鋰的有機相以及含鐵和磷的萃余液，將有機相反萃后經沉鋰處理回收得到碳酸鋰，先對萃余液進行電解回收得到鐵，再對電解得到的電解貧液進行沉磷、提磷處理回收得到磷酸。本發(fā)明所述方法通過合理搭配各元素的回收順序，可以實現磷酸鐵鋰廢料中各元素的同步回收，減少資源浪費且緩解環(huán)保壓力。

10、優(yōu)選地，步驟(1)所述酸溶液包括鹽酸。

11、優(yōu)選地，所述鹽酸中氯離子與磷酸鐵鋰廢料中鐵離子的摩爾比為(3～4.5):1，例如：3:1、3.6:1、3.9:1、4.2:1或4.5:1等，不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

12、優(yōu)選地，步驟(1)所述還原劑包括焦亞硫酸鈉和/或硫代硫酸鈉。

13、優(yōu)選地，步驟(1)所述浸出處理后進行固液分離。

14、優(yōu)選地，步驟(2)所述除雜處理的除雜劑包括第一除雜劑和第二除雜劑。

15、優(yōu)選地，所述第一除雜劑包括硫化鈉和/或鐵粉。

16、優(yōu)選地，所述第二除雜劑包括氟化鈉。

17、優(yōu)選地，步驟(2)所述除雜處理后進行固液分離。

18、優(yōu)選地，步驟(2)所述萃取提鋰處理的萃取劑包括磷酸三丁酯tbp。

19、優(yōu)選地，所述萃取劑的質量濃度為50～80％，例如：50％、55％、60％、70％或80％等，不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

20、優(yōu)選地，步驟(2)所述萃取提鋰處理的相比o/a＝1:(5～20)，例如：1:5、1:8、1:10、1:15或1:20等，不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

21、優(yōu)選地，步驟(3)所述第一反萃處理的反萃劑包括鹽酸。

22、優(yōu)選地，所述鹽酸的濃度為3～8mol/l，例如：3mol/l、5mol/l、6mol/l、7mol/l或8mol/l等，不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

23、優(yōu)選地，步驟(3)所述第一反萃處理的反萃相比o/a為(2～10):1，例如：2:1、4:1、6:1、8:1或10:1等，不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

24、優(yōu)選地，步驟(3)所述碳酸鹽包括碳酸鈉。

25、優(yōu)選地，步驟(3)所述碳酸鹽與第一反萃液中鋰元素的摩爾比為(0.75～1):1，例如：0.75:1、0.8:1、0.9:1、0.95:1或1:1等，不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

26、優(yōu)選地，步驟(3)所述第二反萃處理的反萃劑包括鹽酸。

27、優(yōu)選地，所述鹽酸的濃度為0.01～1mol/l，例如：0.01mol/l、0.05mol/l、0.1mol/l、0.4mol/l或1mol/l等，不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

28、優(yōu)選地，步驟(3)所述第二反萃處理的反萃相比o/a為(2～10):1，例如：2:1、4:1、6:1、8:1或10:1等，不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

29、優(yōu)選地，步驟(3)所述再生萃取劑包括磷酸三丁酯。

30、優(yōu)選地，步驟(4)所述萃余液作為陰極液前調節(jié)ph為3～5，例如：3、3.5、4、4.5或5等，不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

31、優(yōu)選地，步驟(4)電解處理的電流密度為500～5000a/m2，例如：500a/m2、1000a/m2、2000a/m2、3000a/m2或5000a/m2等，不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

32、優(yōu)選地，步驟(4)所述鈣源包括氫氧化鈣和/或氧化鈣。

33、優(yōu)選地，步驟(4)所述將電解貧液與鈣源混合前對電解貧液進行除雜處理。

34、優(yōu)選地，步驟(4)所述將電解貧液與鈣源混合后進行固液分離和水洗處理。

35、優(yōu)選地，步驟(4)所述硫酸的用量為磷酸鈣渣中磷摩爾量的1.45～1.5倍，例如：1.45倍、1.46倍、1.47倍、1.48倍、1.49倍、1.5倍。

36、優(yōu)選地，步驟(4)所述還原處理前對粗電解鐵進行水洗、粉碎、篩分和干燥處理。

37、優(yōu)選地，步驟(4)所述還原處理的還原劑包括氫氣。

38、優(yōu)選地，步驟(4)所述還原處理的溫度為750～1000℃，例如：750℃、800℃、850℃、900℃或1000℃等，不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

39、相對于現有技術，本發(fā)明具有以下有益效果：

40、(1)本發(fā)明所述回收方法將磷酸鐵鋰廢料中的鐵和磷分別資源化，回收得到鐵粉和磷酸，同時對渣中殘余的鋰回收得到碳酸鋰，實現了磷酸鐵鋰廢料的資源化處置，緩解了環(huán)保壓力。

41、(2)通過本發(fā)明的技術方法，磷酸鐵鋰廢料中的fe的回收率能達到90％以上，li和p的回收率能達到95％以上，回收得到鐵粉純度可達98.5％以上，磷酸純度可達80.5％以上，各工序的操作參數對鐵、鋰、磷的回收率有重要的影響，在優(yōu)選地參數條件下，fe的回收率能達到91％以上，li和p的回收率能達到95％以上，回收得到鐵粉純度可達99.1％以上，磷酸純度可達85.2％以上，可有效實現廢物的減排和資源化。