一种从磷酸铁锂电池湿法过程末端废水回收磷酸钠和硫酸钠的方法与流程

本发明涉及一种从磷酸铁锂电池湿法过程末端废水中回收磷酸盐和硫酸盐的方法。

背景技术：

1、磷酸铁锂(lfp)电池因其容量大、热稳定性好、低毒性和低成本而脱颖而出，广泛安装在主流电动汽车的电池系统中。由于lfp电池的使用寿命为5年～8年，因此lfp电池的退役期已经到来，在中国预计到2025年废旧lfp电池的累计重量将达到420吨。与回收废旧三元电池材料不同，磷酸铁锂在回收过程末端会还会产生大量的磷资源，如何有效的回收磷资源是重要一环。同时，在回收废旧磷酸铁锂材料的湿法过程中不可避免会加入很多试剂，酸浸过程中会有硫酸根离子，除杂过程或调节ph会引入氢氧化钠，沉淀磷酸铁时也会加入磷酸钠，这会导致溶液中引入过多的磷酸根和钠离子，如何有效的回收磷酸盐和硫酸盐这些资源非常重要。

技术实现思路

1、本发明是要解决目前磷酸铁锂废料在回收过程末端会产生大量的磷酸钠和硫酸钠，资源浪费的技术问题，而提供一种从磷酸铁锂电池湿法过程末端废水回收磷酸钠和硫酸钠的方法。

2、本发明的从磷酸铁锂电池湿法过程末端废水回收磷酸钠和硫酸钠的方法是按以下步骤进行的：

3、一、将磷酸铁锂电池湿法过程末端处理液抽滤，得到滤液(即为从磷酸铁锂电池湿法过程末端废水)，向得到的滤液中加入氢氧化钠溶液进行中和反应，通过控制氢氧化钠溶液的加入量使得中和反应的ph值控制在7.5～8.5且na和p的摩尔比为3.2～5；；

4、二、将步骤一中得到的溶液放在油浴锅中，在80℃～100℃的温度下蒸发浓缩3h～6h，得到蒸发浓缩液；

5、三、将蒸发浓缩液放在冰箱中，在0℃～10℃的温度下冷却6h～12h；将冷却后的溶液抽滤，将固体部分用纯水洗涤放在烘箱中干燥，得到磷酸钠晶体；

6、四、将步骤三中抽滤得到的滤液重复步骤二和步骤三的操作得到硫酸钠晶体。

7、本发明的设计原理：

8、在步骤一中控制溶液的ph和na/p比使磷酸钠能够更充分稳定的在溶液中回收，同时保证磷资源的高效利用，避免磷残留在废水中。磷酸钠在低温下的溶解度比硫酸钠更低，使用冷却结晶的方法优先回收磷酸钠，溶液中剩余的钠离子和硫酸根结合通过冷却结晶的方式再回收硫酸钠。

9、本发明的方法在有效的让资源重新利用的同时可以使末端废水得到净化处理，降低废水中各种离子的含量，符合碳中和和可持续发展的理念。

10、本发明提供了一种工序简单、成本低廉、行之有效的磷酸铁锂电池湿法过程末端废水中回收磷酸钠和硫酸钠的方法，回收效率高，回收过程不会造成二次污染，符合可持续发展的理念。

11、本发明的优点在于：

12、1、本发明实现了对磷酸铁锂电池湿法过程末端废水中回收磷酸钠和硫酸钠，不需要复杂的化学过程；整个工艺简单、高效、易于控制；

13、2、本工艺的效率高，能耗少，成本低，能够得到高纯度的磷酸钠和硫酸钠。

技术特征：

1.一种从磷酸铁锂电池湿法过程末端废水回收磷酸钠和硫酸钠的方法，其特征在于从磷酸铁锂电池湿法过程末端废水回收磷酸钠和硫酸钠的方法是按以下步骤进行的：

2.根据权利要求1所述的一种从磷酸铁锂电池湿法过程末端废水回收磷酸钠和硫酸钠的方法，其特征在于步骤一中所述的磷酸铁锂电池湿法过程末端废水来源为：将磷酸铁锂正极废料浸没在2.4mol/l的硫酸溶液中搅拌溶解2h，温度为60℃，硫酸溶液的体积与磷酸铁锂正极废料的质量比为10ml:1g；用氢氧化钠溶液调节溶液的ph值为4.1～4.2，固液分离后将滤液继续搅拌并加入磷酸钠，用硫酸溶液调节溶液的ph为1.8，然后加入过氧化氢溶液搅拌反应1h生成磷酸铁沉淀，温度为40℃；固液分离，滤液即为磷酸铁锂电池湿法过程末端废水。

3.根据权利要求1所述的一种从磷酸铁锂电池湿法过程末端废水回收磷酸钠和硫酸钠的方法，其特征在于步骤一中所述的氢氧化钠溶液的质量分数为10％～20％。

4.根据权利要求1所述的一种从磷酸铁锂电池湿法过程末端废水回收磷酸钠和硫酸钠的方法，其特征在于步骤二中在85℃～95℃的温度下蒸发浓缩4h。

5.根据权利要求1所述的一种从磷酸铁锂电池湿法过程末端废水回收磷酸钠和硫酸钠的方法，其特征在于步骤三中在4℃～6℃的温度下冷却6h。

6.根据权利要求1所述的一种从磷酸铁锂电池湿法过程末端废水回收磷酸钠和硫酸钠的方法，其特征在于步骤三中干燥的温度为40℃，时间为24h。

技术总结一种从磷酸铁锂电池湿法过程末端废水回收磷酸钠和硫酸钠的方法，涉及一种从磷酸铁锂电池湿法过程末端废水中回收磷酸盐和硫酸盐的方法。本发明是要解决目前磷酸铁锂废料在回收过程末端会产生大量的磷酸钠和硫酸钠，资源浪费的技术问题。本发明将沉淀磷酸铁后的溶液进行固液分离，向得到的滤液中加入氢氧化钠溶液进行中和并调节Na/P比为3.2～5，然后对滤液蒸发浓缩，再将蒸发浓缩液在一定温度下低温结晶，回收磷酸钠，将析出磷酸钠的溶液再次进行浓缩低温结晶，回收硫酸钠。本发明探索适合的冷却温度和结晶条件，回收高纯度的磷酸钠和硫酸钠，实现了磷酸铁锂电池回收过程的“吃干榨净”。技术研发人员：杨利明,赵德闰,黎永忠,邵鹏辉受保护的技术使用者：广州锂韶新能源环保科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1