具体技术细节
[0005] 本发明的目的在于提供一种回收过程中将杂质除去且锰铁回收率高的废旧磷酸锰铁锂回收制备磷酸锰铁前驱体的方法。
[0006] 本发明公开了一种废旧磷酸锰铁锂回收制备磷酸锰铁前驱体的方法，包括如下步骤：
[0007] S1：将收集的废旧磷酸锰铁锂粉末与酸液混合均匀进行酸浸；加入氧化剂，过滤，将滤液中的固体杂质除去，获得富离子溶液A和滤渣A；
[0008] S2：向富离子溶液A中加入碱液，将锰离子、铁离子转化为沉淀析出；过滤，获得富锂离子溶液B和滤渣B；
[0009] S3：向富锂离子溶液B中加入碳酸钠，结晶得到碳酸锂；
[0010] S4：加入酸液将滤渣B溶解，除去铜离子、铝离子，得到溶液C；
[0011] S5：加入磷源、锰源和/或铁源，将溶液C中的锰离子和铁离子的摩尔之和与磷元素的摩尔比调整为1:（1‑1.05）；在保护性气体氛围中加入碱液使混合液析出的沉淀，过滤，水洗、烘干得到磷酸锰铁前驱体。
[0012] 将废旧磷酸锰铁锂电池经放电、拆解、破碎、筛分得到废旧磷酸锰铁锂粉末。
[0013] 将酸液与氧化剂合用，提高金属元素的浸出率。通过酸液将废旧磷酸锰铁锂粉末中的金属离子溶出。
[0014] 滤渣A的成分是石墨和其他不溶杂质。
[0015] 进一步的，所述步骤S1中，所述酸液选自硫酸、盐酸、磷酸、硝酸中的一种或几种。
[0016] 进一步的，所述步骤S1中，所述酸液的质量分数为10‑15wt%；所述废旧磷酸锰铁锂粉末的质量与所述酸液的体积之比为1g:8mL‑10mL。
[0017] 进一步的，所述步骤S1中，氧化剂选自双氧水、氧气、空气中的一种或两种。
[0018] 加入氧化剂将二价铁元素氧化成三价铁元素，提高铁元素的浸出率。
[0019] 进一步的，所述步骤S1中，所述氧化剂将反应液中的二价铁元素全部氧化为三价铁元素后，停止加入所述氧化剂。
[0020] 控制氧化剂加入的量将二价铁氧化成三价，却不会将二价锰离子氧化成四价锰；保证在氧化二价铁的同时锰元素保持在二价，以便后续回收锰元素和铁元素。
[0021] 进一步的，所述步骤S2中，所述碱液为氢氧化钠、氢氧化钾的水溶液。
[0022] 进一步的，所述步骤S2中，加入碱液，将溶液pH调至5.0‑7.5，使沉淀析出。
[0023] 进一步的，所述步骤S3中，加入碳酸钠后，将混合液加热至90‑100℃至有固体析出，自然冷却得到碳酸锂晶体。
[0024] 碳酸锂在水中的溶解度随温度的升高而降低，而钠盐在水中的溶解度随温度的增加而增加，通过加热蒸发结晶将碳酸锂与钠盐分离，再自然冷却获得碳酸锂晶体。通过这种方式获得的碳酸锂晶体纯度能达到电池级。
[0025] 进一步的，所述步骤S4中，先加入铁粉，搅拌均匀，过滤将铜离子除去。
[0026] 加入铁粉的目的是将金属铜置换出来，同时将三价铁离子还原成二价铁离子。
[0027] 进一步的，所述步骤S4中，加入氟化钠，加入碱液将反应液pH调节至1‑3，除去铝离子。
[0028] 先加入氟化钠，再加入碱液，使铝离子反应生成冰晶石（Na3AlF6），从而除去。
[0029] 进一步的，所述步骤S5中，加入碱液调节反应体系的pH在4.5‑6。
[0030] 加入碱液实现锰铁磷共沉淀，得到磷酸锰铁前驱体。
[0031] 本发明提供的一种废旧磷酸锰铁锂回收制备磷酸锰铁前驱体的方法，以废旧磷酸锰铁锂电池粉为原料，进行酸溶除去石墨及部分杂质，调整滤液的pH值，得到富锂溶液及锰铁沉淀，对富锂溶液加入碳酸钠进行浓缩结晶得到电池级碳酸锂，锰铁沉淀进行酸溶，除去溶液中的铜、铝杂质，调节锰铁磷比例，在氮气氛围下与液碱进行混合，得到磷酸锰铁前驱体。此方法解决了磷酸锰铁锂电池回收不完全，除杂不充分的问题，在回收的同时制备电池级碳酸锂及磷酸锰铁前驱体，提高产品价值，满足生产需求。
法律保护范围
涉及权利要求数量10：其中独权1项，从权-1项
1.一种废旧磷酸锰铁锂回收制备磷酸锰铁前驱体的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将收集的废旧磷酸锰铁锂粉末与酸液混合均匀进行酸浸；加入氧化剂，过滤，将滤液中的固体杂质除去，获得富离子溶液A和滤渣A；
S2：向富离子溶液A中加入碱液，将锰离子、铁离子转化为沉淀析出；过滤，获得富锂离子溶液B和滤渣B；
S3：向富锂离子溶液B中加入碳酸钠，结晶得到碳酸锂；
S4：加入酸液将滤渣B溶解，除去铜离子、铝离子，得到溶液C；
S5：加入磷源、锰源和/或铁源，将溶液C中的锰离子和铁离子的摩尔之和与磷元素的摩尔比调整为1:（1‑1.05）；在保护性气体氛围中加入碱液使混合液析出的沉淀，过滤，水洗、烘干得到磷酸锰铁前驱体。
2.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸锰铁锂回收制备磷酸锰铁前驱体的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述酸液选自硫酸、盐酸、磷酸、硝酸中的一种或两种。
3.根据权利要求2所述的一种废旧磷酸锰铁锂回收制备磷酸锰铁前驱体的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述酸液的质量分数为10‑15wt%；所述废旧磷酸锰铁锂粉末的质量与所述酸液的体积之比为1g:8mL‑10mL。
4.根据权利要求3所述的一种废旧磷酸锰铁锂回收制备磷酸锰铁前驱体的方法，其特征在于，所述步骤S1中，氧化剂选自双氧水、氧气、空气中的一种或两种。
5.根据权利要求4所述的一种废旧磷酸锰铁锂回收制备磷酸锰铁前驱体的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述氧化剂将反应液中的二价铁元素全部氧化为三价铁元素后，停止加入所述氧化剂。
6.根据权利要求5所述的一种废旧磷酸锰铁锂回收制备磷酸锰铁前驱体的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述碱液为氢氧化钠、氢氧化钾的水溶液；加入所述碱液，将溶液pH调至5.0‑7.5，使沉淀析出。
7.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸锰铁锂回收制备磷酸锰铁前驱体的方法，其特征在于，所述步骤S3中，加入碳酸钠后，将混合液加热至90‑100℃至有固体析出，自然冷却得到碳酸锂晶体。
8.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸锰铁锂回收制备磷酸锰铁前驱体的方法，其特征在于，所述步骤S4中，先加入铁粉，搅拌均匀，过滤将铜离子除去。
9.根据权利要求8所述的一种废旧磷酸锰铁锂回收制备磷酸锰铁前驱体的方法，其特征在于，所述步骤S4中，加入氟化钠，加入碱液将反应液pH调节至1‑3，过滤除去铝离子。
10.根据权利要求1所述的一种废旧磷酸锰铁锂回收制备磷酸锰铁前驱体的方法，其特征在于，所述步骤S5中，加入碱液调节反应体系的pH在4.5‑6。
