本發(fā)明涉及一種鋰離子電池材料回收的，具體涉及一種廢舊磷酸鐵鋰提鋰后磷酸鐵渣制磷肥的方法。

背景技術(shù)：

1、鋰離子電池已成為當(dāng)前社會(huì)不可缺少的能源儲(chǔ)存設(shè)備，由于其綠色環(huán)保，環(huán)境污染小，而且具備優(yōu)異的電化學(xué)性能，磷酸鐵鋰是目前使用量最多的一種鋰離子電池材料，被許多行業(yè)內(nèi)人士看作是未來(lái)鋰電池的發(fā)展方向，已被廣泛應(yīng)用于生活的各個(gè)領(lǐng)域。目前我國(guó)正在進(jìn)行汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的迭代更新，新能源汽車(chē)的迅猛發(fā)展，5g基站的擴(kuò)建等，磷酸鐵鋰電池因其工作電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全性能好、自放電率小、無(wú)記憶效應(yīng)優(yōu)點(diǎn)，其市場(chǎng)份額逐年增加。但是磷酸鐵鋰電池的壽命一半在5-8年，隨之會(huì)產(chǎn)生大量廢舊磷酸鐵鋰電池，造成極大的環(huán)境壓力，同時(shí)廢舊磷酸鐵鋰電池中的有價(jià)金屬具有很高的回收價(jià)值，將之回收具備巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)收益。

2、隨著鋰電新能源市場(chǎng)的井噴式發(fā)展，廢舊磷酸鐵鋰電池的處理難題日益凸顯。目前報(bào)道最多的lifepo4廢料處理工藝主要是從鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰等廢料回收工藝中借鑒而來(lái)。中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)為cn106450547a名稱(chēng)為一種從磷酸鐵鋰廢料中回收磷酸鐵和碳酸鋰的方法，采用氧化焙燒-磷酸浸出-液固分離-沉淀碳酸鋰工藝，實(shí)現(xiàn)鋰和磷鐵的分離，效果較好，但未考慮磷資源的回收，而且酸堿用量過(guò)大，能耗較大，流程較長(zhǎng)，成本很高。濕法回收鋰的工藝仍未對(duì)磷資源的回收進(jìn)行任何描述，固相法再生磷酸鐵鋰工藝雖然能夠得到新的磷酸鐵鋰正極材料，但并不是對(duì)所有電池回收原料都適用，而是只能選擇、利用其中一少部分原料加以利用，而且所得材料的性能仍然無(wú)法得到保證。

3、中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)為cn109811125a名稱(chēng)為從廢舊磷酸鐵鋰材料中回收磷鐵合金和鋰化合物的方法，包括以下步驟：將廢舊磷酸鐵鋰材料和過(guò)量堿金屬氫氧化物溶液混合攪拌，過(guò)濾后將除鋁后料烘干后得到磷酸鐵鋰粉料；通入還原性氣體，加熱進(jìn)行還原處理，磷酸鐵鋰分解后轉(zhuǎn)化為磷鐵合金和鋰的化合物；經(jīng)過(guò)磁選分離，得到提純的磷鐵合金和鋰化合物。雖然回收過(guò)程工藝流程短，但其能耗較大、回收率較低，回收回來(lái)的磷鐵合金和鋰化合物需要進(jìn)一步的分離合成處理才能進(jìn)行應(yīng)用，回收技術(shù)不夠完善。

4、中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)為cn112811404a名稱(chēng)為廢舊磷酸鐵鋰正極粉體的回收利用方法，將磷酸鐵鋰正極粉料與第一無(wú)機(jī)酸、金屬絡(luò)合劑和水混合進(jìn)行除鋁處理；除鋁后的磷酸鐵鋰料和第二無(wú)機(jī)酸、雙氧水反應(yīng)，過(guò)濾，得到含鐵磷濾渣；接著含鐵磷濾渣和第三無(wú)機(jī)酸溶解，過(guò)濾得到含鐵磷濾液；最后濾液采用堿調(diào)節(jié)ph沉淀回收得到磷酸鐵。該方法重點(diǎn)是回收磷酸鐵，沒(méi)有考慮鋰的回收且方法復(fù)雜，無(wú)法達(dá)到大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的要求。

5、以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足之處，是對(duì)磷酸鐵的回收利用，要么是對(duì)原料的要求很高，選擇面窄，只能選擇回收一部分原料的磷酸鐵，而對(duì)目前市場(chǎng)上大部分的原料不能做到有效利用；要么是成本很高，無(wú)法推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為克服上述諸多問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種廢舊磷酸鐵鋰提鋰后磷酸鐵渣制磷肥的方法，在回收磷酸鐵鋰電池的廢料中鋰的同時(shí)，將磷以磷肥的形式綜合利用，實(shí)現(xiàn)資源綜合回收利用。

2、為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種廢舊磷酸鐵鋰提鋰后磷酸鐵渣制磷肥的方法，包括以下步驟：

3、步驟a，將廢舊的磷酸鐵鋰粉末與水按一定的比例調(diào)成漿料，向漿料中加入濃硫酸和雙氧水氧化，攪拌數(shù)小時(shí)后，分離過(guò)濾出磷酸鐵渣；

4、步驟b，將步驟a中的磷酸鐵渣在320-630℃下脫除游離水和結(jié)晶水；

5、步驟c，將純堿化漿得到堿液；

6、步驟d，將步驟b中脫除了游離水和結(jié)晶水的磷酸鐵渣與步驟c中的堿液充分混合均勻得到混合物；

7、步驟e：將步驟d中的混合物持續(xù)攪拌一定時(shí)間；

8、步驟f：將步驟e中攪拌后的混合物加熱；

9、步驟g：取樣，分別檢測(cè)有效磷和水溶磷的含量；

10、步驟h：向有效磷和水溶磷檢測(cè)合格的反應(yīng)物中以噴霧的方式加入硫酸，調(diào)節(jié)ph值；

11、步驟i：將步驟h中的反應(yīng)物進(jìn)行烘干和脫水，得到物料；

12、步驟j：向步驟i中的物料中加入一定量的粘連劑，并混合均勻，得到粉狀的肥料；

13、步驟k：若制成顆粒狀的肥料則將粉狀的肥料進(jìn)行造粒，然后再進(jìn)行包裝，或者直接將粉狀的肥料進(jìn)行包裝。

14、優(yōu)選的，所述步驟d中純堿與脫除了游離水和結(jié)晶水的磷酸鐵渣的比例按照15.5％-63.5％的質(zhì)量比加入。

15、優(yōu)選的，所述步驟e中混合物的持續(xù)攪拌時(shí)間為0.5-5.5小時(shí)。

16、優(yōu)選的，所述步驟f中混合物的加熱溫度在550-930℃，使純堿盡可能反應(yīng)完全。

17、優(yōu)選的，所述步驟h中調(diào)節(jié)ph值達(dá)到7-9。

18、優(yōu)選的，所述步驟i中在反應(yīng)物進(jìn)行烘干和脫水時(shí)控制水分含量在4-15％。

19、優(yōu)選的，所述步驟j中的粘連劑的加入量占總物料質(zhì)量的0.5％-5.5％。

20、優(yōu)選的，所述粘連劑為硅酸鹽、鋁酸鹽或硼酸鹽中的一種，或者為鉀酸離子型鹽、鈣酸離子型鹽、硅酸離子型鹽中的一種。

21、本發(fā)明的有益效果是：該方法流程短、過(guò)程簡(jiǎn)單高效且普適性強(qiáng)，適用于大范圍工業(yè)化的從廢舊磷酸鐵鋰電池中回收磷源制成肥料；不僅使用純堿與磷酸鐵渣反應(yīng)，使難溶性的磷酸鐵轉(zhuǎn)化為可溶性的磷酸鈉，再利用硫酸是酸性的特性對(duì)物料中未反應(yīng)完全的純堿進(jìn)行中和，調(diào)節(jié)其ph值，以使不對(duì)土壤和作物產(chǎn)生危害；還解決了廢舊磷酸鐵鋰提鋰后磷酸鐵渣的問(wèn)題，將磷酸鐵渣轉(zhuǎn)化為能被作物吸收的肥料，變廢為寶，減少了環(huán)境污染，為企業(yè)帶來(lái)了效益。

技術(shù)特征：

1.一種廢舊磷酸鐵鋰提鋰后磷酸鐵渣制磷肥的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢舊磷酸鐵鋰提鋰后磷酸鐵渣制磷肥的方法，其特征在于，所述步驟d中純堿與脫除了游離水和結(jié)晶水的磷酸鐵渣的比例按照15.5％-63.5％的質(zhì)量比加入。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢舊磷酸鐵鋰提鋰后磷酸鐵渣制磷肥的方法，其特征在于，所述步驟e中混合物的持續(xù)攪拌時(shí)間為0.5-5.5小時(shí)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢舊磷酸鐵鋰提鋰后磷酸鐵渣制磷肥的方法，其特征在于，所述步驟f中混合物的加熱溫度在550-930℃，使純堿盡可能反應(yīng)完全。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢舊磷酸鐵鋰提鋰后磷酸鐵渣制磷肥的方法，其特征在于，所述步驟h中調(diào)節(jié)ph值達(dá)到7-9。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢舊磷酸鐵鋰提鋰后磷酸鐵渣制磷肥的方法，其特征在于，所述步驟i中在反應(yīng)物進(jìn)行烘干和脫水時(shí)控制水分含量在4-15％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢舊磷酸鐵鋰提鋰后磷酸鐵渣制磷肥的方法，其特征在于，所述步驟j中的粘連劑的加入量占總物料質(zhì)量的0.5％-5.5％。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種廢舊磷酸鐵鋰提鋰后磷酸鐵渣制磷肥的方法，其特征在于，所述粘連劑為硅酸鹽、鋁酸鹽或硼酸鹽中的一種，或者為鉀酸離子型鹽、鈣酸離子型鹽、硅酸離子型鹽中的一種。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種廢舊磷酸鐵鋰提鋰后磷酸鐵渣制磷肥的方法，包括以下步驟：步驟a，將廢舊的磷酸鐵鋰粉末與水按一定的比例調(diào)成漿料；步驟b，將磷酸鐵渣脫除游離水和結(jié)晶水；步驟c，將純堿化漿得到堿液；步驟d，將磷酸鐵渣與堿液充分混合均勻得到混合物；步驟e：將混合物持續(xù)攪拌一定時(shí)間；步驟f：將混合物加熱；步驟g：取樣，分別檢測(cè)有效磷和水溶磷的含量；步驟h：向有效磷和水溶磷檢測(cè)合格的反應(yīng)物中以噴霧的方式加入硫酸；步驟i：將反應(yīng)物進(jìn)行烘干和脫水，得到物料；步驟j：向的物料中加入粘連劑，并得到粉狀的肥料。本發(fā)明在回收磷酸鐵鋰電池的廢料中鋰的同時(shí)，將磷以磷肥的形式綜合利用，實(shí)現(xiàn)資源綜合回收利用。

技術(shù)研發(fā)人員：馬立剛,朱方萍,王偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州鋰道澍源新能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9