LFP电池

废旧电池回收工艺

       磷酸铁锂电池的回收流程工艺,废旧LiFePO4电池首先经过放电、拆解,将电池壳、负极材料、正极材料以及隔膜等部件拆解分离,然后分别回收。其中,正极材料通过热处理、碱浸或有机溶剂法来分离活性物质,再采用高温直接再生或湿法工艺回收其中的有价金属。

 

       废旧磷酸铁锂正极材料回收再生工艺主要可分为高温再生和湿法回收两种。

 

       高温修复再生法是指添加相应的元素源后高温处理,通过补充元素的方式起到修复作用,进而提高回收材料电化学性能的方法。将废旧磷酸铁锂正极材料除杂,然后添加适当的铁源、锂源或磷源化合物,将铁、锂、磷的摩尔比调整到一定比例,最后加入碳源,经球磨、控制焙烧制度等在惰性气氛中煅烧得到不同电化学性能的磷酸铁锂正极材料。

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电池生产废水回收工艺

       磷酸铁锂生产工艺包括固相法和液相法,其中固相合成法中的碳热还原法被广泛采用。生产采用水溶性磷酸一铵与硫酸亚铁反应生产磷酸铁,再利用磷酸铁、碳酸锂和有机碳源经过混合粗磨、细磨、喷雾干燥、烧结、粉碎等工艺而得到磷酸铁锂。磷酸铁锂生产废水水量较大,主要含有较高浓度的氨氮、硫酸盐、磷酸盐、硬度离子。废水有机物含量较低,大部分为无机离子,如何实现其资源化利用成为行业难题。

       传统磷酸铁锂废水处理工艺仅回收废水中的部分组分,如回收硫酸盐制备硫酸钙,回收氨氮制备铵盐或氨水,导致该股废水难以全量化处理,不能完全资源化利用;或者将废水经简单预处理后进行蒸发结晶,获取硫酸铵和磷酸铵的混盐,混盐作为杂盐难以利用;另外,传统处理工艺流程复杂,占地面积大,投资及运行成本较高,不符合节能环保与循环经济的发展方向。

       参考矿井水项目工程经验,我司考虑将膜处理与蒸发结晶结合起来,采用分类收集+预处理+膜浓缩+蒸发结晶组合工艺处理磷酸铁锂废水,将低浓水和高浓水分开收集,低浓水经预处理纯化后,利用多级反渗透进行脱盐及浓缩,膜滤清液回用,膜滤浓液混合高浓水进行蒸发结晶,回收硫酸铵结晶盐,实现资源化利用。

       将预处理法、膜浓缩法、蒸发分盐法相结合,将磷酸铁锂生产废水转化为回用水、磷酸钙、硫酸铵和磷酸铵,实现了废水的“零排放”处理与全量化、低耗能的资源化利用,组合工艺处理效果好,投资和运行成本较低。

湿法回收工艺流程

(1)拆解、破碎、分离阴极,得到废旧磷酸铁锂正极材料;


(2)碱熔法溶解铝箔,分离得到废旧LiFePO4


(3)采用H2SO4或HNO3和H2O2进行酸浸,将LiFePO4残渣进行浸出;


(4)选择NaOH 和NH3·H2O作为铁沉淀剂进行化学沉淀,得到Fe(OH)3 ;


(5)采用饱和Na2CO3作为锂沉淀剂,将含锂溶液从一次沉淀后的残液中分离,得到Li2CO3

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