锂电池萃取法湿式回收处理工艺流程

日期: 2024-06-01 00:13:34|浏览: 84|编号: 70804

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锂电池萃取法湿式回收处理工艺流程

废旧磷酸铁锂电池的回收技术很多,主要有火法回收、湿法回收、高温固相修复技术、生物浸出技术等;但最好的方法是湿法回收,主要回收废旧磷酸铁锂电池中的Al、Fe、Li元素,利用碱性溶液pH值沉淀出Fe(OH)3进行分离,余液用饱和溶液沉淀;此法操作简便,值得推广。

1、全湿法回收技术之一:该湿法回收技术主要通过沉淀进行,所用试剂有酸碱溶液、硫酸、碳酸钠等。此法操作简便,可大规模生产,是我国很多工厂的首选方法:

1、废料回收锂主要是通过HCl+H2O2体系得到浸出液,再经过反循环、饱和处理生成碳酸锂;最后将剩余的滤渣和杂质混合处理生成铁盐副产品。此方法可以循环利用。具体流程如图1所示:

图1:废旧磷酸铁锂正极粉回收工艺流程

1)废铝、铁、锂的回收对于铝的回收,需要考虑其特点:高活性,两性金属箔。在以前的研究中,一些学者采用溶解的方法,使铝出现在测试溶液中,此时铝元素以铝酸钠的形式存在;但因为测试溶液本身是碱性的,需要用硫酸来中和,调节pH值大于9.0后,测试溶液中的铝已经成为纯度较高的氢氧化铝;对于磷酸铁锂,铁的处理采用双氧水,氧化后生成Fe3+;碳酸锂的处理需要用硫酸铁,分离杂质后加入氢氧化钠溶液和氨水,最后在沉淀下生成碳酸锂产品;也可以用其他方法处理,用硝酸和双氧水过滤磷酸铁,沉淀分离杂质后,从所得滤渣中浸出氢氧化铁产品,在溶液中得到物质; 具体工艺流程如图2所示:

图2:从废旧锂离子二次电池中回收铝、铁、锂的工艺流程

2)废料中磷、铁、锂的回收:用氢氧化钠溶液处理碳酸铁锂,溶解后生成铝物质和铝酸钠溶液,由于试验溶液呈碱性,需用硫酸试剂中和,达到pH值标准后即得到氢氧化铝产品;而对于除铝物质的处理,则采用分离工艺,最终得到的物质为浸出液和石墨粉。前者仍需加热,后者一般采用FePO4•2H2O中和处理。

3)最后总结了pH值、碳酸钠浓度、温度、时间等因素的影响。

图3:磷酸铁锂废料中磷、铁、锂的综合回收工艺流程

2、可以通过煅烧的方式进行加工,我们先将其氧化,在高温下得到铝片和磷酸铁锂,然后需要用硫酸溶液进行溶解,这个溶解处理一般需要进行多次,最后会生成粗磷酸铁,再经过精加工后,就生成电池级的磷酸铁了,具体流程如图4所示:

图4:磷酸铁锂湿法回收工艺流程

2、全湿法回收技术2:该废旧锂电池全湿法回收工艺包括湿法带电破碎、电池破碎料直接浸出、浸出液原位除杂、深度除杂、材料再制备等步骤,该工艺可通过较短的流程实现废旧锂离子电池的回收利用,具有镍、钴、锰、锂元素收率高、设备投资少、废气废水产生量少等优点。该废旧锂电池全湿法回收工艺包括以下步骤:

1、现场粉碎:将废旧锂电池直接进行湿法粉碎,得到初始材料;

2、直接浸出:向步骤1所得初始物料中加入无机酸,在搅拌下进行浸出反应。

3、原位除杂:先在反应后的浸出液中加入氧化剂,调节pH为4.0-4.5后进行固液分离;

4、回收利用:固液分离后分别收集液相和固相

5、工艺特点:本工艺与现有技术相比,具有流程短、设备投资少、废水、废气产生量小等优点。该工艺镍、钴、锰、锂元素收率高,整个工艺为全湿法工艺,在实现全电池回收的同时,还可避免粉尘污染,减少有害气体排放。本工艺设计巧妙,充分利用废旧锂电池的特性回收锂电池,经济效益高,工业应用前景好。

6.废旧锂离子电池全湿法处理工艺流程图

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