一种磷酸铁锂废旧电池的磷、铁、锂同步回收方法与流程

本发明涉及电池回收，具体涉及一种磷酸铁锂废旧电池的磷、铁、锂同步回收方法。

背景技术：

1、磷酸铁锂电池是汽车动力电池的一种，其主要是由磷酸铁锂正极材料、石墨负极材料和聚合物隔膜组成。由于磷酸铁锂电池的正负极材料会对环境造成污染，而磷酸铁锂电池中的磷、铁、锂是构成其正极材料的主要元素，则废旧的磷酸铁锂电池有必要进行回收处理。

2、目前，回收磷酸铁锂电池的方法通常为湿法回收工艺。湿法回收工艺是将磷酸铁锂电池的正极材料和负极材料破碎后浸泡在碱液中，然后通过逐步添加化学溶液，使磷酸铁锂中的铁元素化合物、锂元素化合物和磷元素化合物逐步置换出，因此，湿法回收回收磷酸铁锂电池中的磷、铁、锂需要多个步骤逐步进行，而每个步骤均需要长时间的反应，造成整个回收过程时间过长。

3、因此，现有常用的湿法回收磷酸铁锂电池的方法，因需要通过多个步骤添加溶液试剂逐步产出相应元素的溶液或化合物，难以实现磷、铁、锂的同步回收，造成回收过程较长。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种磷酸铁锂废旧电池的磷、铁、锂同步回收方法，以解决现有技术中因需要通过多个步骤添加溶液试剂逐步产出相应元素的溶液或化合物，难以实现磷、铁、锂的同步回收，造成回收过程较长的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

3、一种磷酸铁锂废旧电池的磷、铁、锂同步回收方法，包括：

4、将磷酸铁锂废旧电池拆解处理后，收集正极材料和负极材料中的石墨粉和磷酸铁锂粉末，并冲洗得到粉末混悬液；

5、将所述粉末混悬液中的水分加热蒸发，得到干燥粉末，并对所述干燥粉末进行处理；

6、所述干燥粉末的处理包括：

7、将所述干燥粉末放在具备阳极槽位、原料槽位和阴极槽位依次分布的电解槽的原料槽位内，并向原料槽位内加入磷酸钠溶液、阳极槽位内加入磷酸溶液以及阴极槽位内加入氢氧化钠溶液和双氧水，且通过设置在阳极槽位和原料槽位之间的阴离子交换膜以及设置在阴极槽位和原料槽位之间的阳离子交换膜充满电解槽；

8、充分搅拌原料槽位内的所述干燥粉末，使所述干燥粉末均匀分散在原料槽位内的溶液内，并静置一定时间，使部分所述干燥粉末完全溶解，得到分散有石墨粉的电解液；

9、对阳极槽位和阴极槽位通电一定时间后，分别将阴极槽位内的混合溶液排出过滤以及将阳极槽位和原料槽位内的溶液共同排出过滤，同步得到第一固体、第一溶液、第二固体和第二溶液；

10、其中，所述第一固体为氢氧化铁、所述第一溶液为锂离子溶液、所述第二固体为石墨粉，所述第二溶液为磷酸钠盐溶液，从而实现磷、铁、锂的同步分离回收。

11、作为本发明的一种优选方案，所述磷酸铁锂废旧电池拆解处理包括：

12、将深度放电后的废旧磷酸铁锂电池进行拆解分类，得到内部电芯，并将所述内部电芯再次拆解分类，得到铜箔、铝箔、粉末和聚合物隔膜；

13、将所述铜箔、所述铝箔、所述粉末和所述聚合物隔膜放置在容器的过滤组件上用纯水反复冲洗过滤，将所述铜箔、所述铝箔和所述聚合物隔膜上粘附的所述粉末冲入容器内，并在容器内部得到粉末混悬液。

14、作为本发明的一种优选方案，用于实现干燥粉末处理的处理装置包括：

15、电解槽，包括从左到右依次形成的阳极槽位、原料槽位和阴极槽位，且所述阳极槽位和所述原料槽位之间设置有阴离子交换膜，所述原料槽位和所述阴极槽位之间设置有阳离子交换膜；

16、搅拌机构，包括设置在所述电解槽的槽口上的密封盖，在所述密封盖的底部设置有多个搅拌轴，且多个所述搅拌轴垂直悬挂在所述原料槽位内；

17、排液管路，包括设置在所述电解槽底部可通过电磁阀控制的双路管和单路管，且所述双路管的上端分别连通所述阳极槽位和所述原料槽位，所述单路管的上端连通所述阴极槽位；

18、回收槽，置于所述电解槽的下方，包括两个互不连通的回收槽位，每个所述回收槽位上均设置有滤篮，且所述双路管和所述单路管的下端分别固定在两个所述滤篮的上方；

19、其中，所述搅拌轴包括同轴安装的连接轴和叶片轴，所述连接轴能够被转动并使所述叶片轴在所述原料槽位内转动，且所述叶片轴能够被轴向驱动，以在所述原料槽位内沿轴向高频往复运动；

20、在所述阳极槽位和所述阴极槽位内通入直流电后，所述电解液中的阳离子穿过所述阳离子交换膜进入阴极槽位内，且所述电解液中的阴离子穿过所示阴离子交换膜进入阳极槽位内。

21、作为本发明的一种优选方案，在所述连接轴的端部沿轴向贯穿设置有限转滑孔，在所述叶片轴的上端设置有滑动导杆，且所述滑动导杆滑动插设在所述限转滑孔内；

22、所述连接轴贯穿转动安装在所述密封盖上，且所述连接轴位于所述密封盖上方的一端设置有传动齿轮，所述密封盖上设置有搅拌电机，且所述搅拌电机的机轴上设置有搅拌齿轮，所述搅拌齿轮和多个所述传动齿轮通过齿带连接传动；

23、多个所述滑动导杆的上端共同设置有同步板，所述密封盖上设置有多个线性振动电机，且所述线性振动电机的两端分别固定在所述密封盖上和所述同步板上。

24、作为本发明的一种优选方案，所述滑动导杆内沿轴线贯穿设置有第一通道，且在所述叶片轴的上端沿轴线形成有第二通道，且所述第一通道与所述第二通道连通；

25、在所述叶片轴的叶片为空心结构，且所述叶片轴的叶片与所述第二通道连通，并在所述叶片轴的叶片上设置有多个孔位；

26、其中，所述滑动导杆与所述叶片轴之间绝缘密封连接，所述滑动导杆的上端能够向所述第一通道内供水。

27、作为本发明的一种优选方案，所述同步板的内部形成有空腔，且所述滑动导杆固定在所述同步板的底部，使所述第一通道的上端与所述空腔连通；

28、所述同步板的外壁上设置有高压加水管，且所述高压加水管与所述空腔连通。

29、作为本发明的一种优选方案，所述叶片轴的叶片上的多个孔位分别分布在所述叶片的上端面、所述叶片的下端面以及所述叶片远离轴线的端面上；

30、其中，所述叶片轴的多个叶片沿轴向错位分布设置。

31、作为本发明的一种优选方案，在所述叶片上位于所述孔位的边缘设置有多个溢流槽，多个所述溢流槽分布在所述孔位远离所述叶片轴轴线的一侧；

32、其中，所述溢流槽的槽底壁深度沿朝向所述叶片轴的轴线的方向逐渐加深。

33、作为本发明的一种优选方案，在所述空腔内设置有多个水平板，所述水平板上均匀设置有多个通孔；

34、其中，相邻两个所述水平板上的多个所述通孔错位设置。

35、作为本发明的一种优选方案，所述双路管包括中位管和侧位管，所述中位管与所述原料槽位连通，所述侧位管与所述阳极槽位连通，且所述中位管和所述侧位管通过所述电磁阀独立控制；

36、其中，所述侧位管的下端安装在所述中位管的中上段并连通，所述中位管的下端固定在所述滤篮的上方。

37、本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

38、本发明利用电解法将石墨粉与磷酸铁锂粉末均匀分散在原料槽位内的溶液中，使磷酸铁锂粉末快速溶解，并在电解时，使溶解的铁离子和锂离子进入阴极槽位内与溶解的磷酸根离子进入阳极槽位内分离，而铁离子在阴极槽位内的碱液中沉淀，从而在过滤后，能够实现同步分离回收含有磷、铁、锂元素的物质。

39、且利用由连接轴和叶片轴组成的即能够旋转，也能够高频上下往复活动的搅拌轴，从而使搅拌轴在原料槽位内搅拌石墨粉与磷酸铁锂粉末的同时，振动溶液，使石墨粉和磷酸铁锂粉末均匀扩撒在溶液中，从而有效提升磷酸铁锂在溶液中的溶解量。