CN116692910A - 废旧磷酸铁锂电池的回收工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种废旧磷酸铁锂电池的回收工艺，包括以下步骤：对废旧电池带电破碎得到碎片；将碎片与氯化钠热解焙烧；对碎片物理筛分得到正负极粉；将正负极粉通过碱溶得到中间产物；对中间产物进行一级酸浸，得到一级浸出液和一级浸出渣；对一级浸出液中进行净化，得到净化液；从净化液中分离得到电池级碳酸锂；对一级浸出渣进行二级酸浸，得到二级浸出渣以及二级浸出液，二级浸出渣通过洗涤、干燥后得到碳粉；在二级浸出液中加入磷酸，氧化，再通入稀氨水溶液得到粗磷酸铁；在粗磷酸铁中加入硫酸进行陈化，再通过焙烧得到电池级磷酸铁。本申请具有安全可靠、高效节能、回收率高、绿色环保、简单有效的特点，适合大规模工业化生产。

Description

废旧磷酸铁锂电池的回收工艺

技术领域

本申请涉及废旧电池回收技术领域，尤其涉及一种废旧磷酸铁锂电池的回收工艺。

背景技术

随着新能源汽车行业快速发展，以锂电池为主的动力电池市场呈现出井喷态势。磷酸铁锂电池凭借安全性能高、稳定性好成为新能源汽车最常用的动力电池，但该类电池使用年限通常为5-8年，大规模的电池将面临报废。磷酸铁锂电池中有大量稀缺的锂金属和价值较高的磷酸铁等，资源回收利用具有良好的环保价值、社会价值和经济价值，因此，如何有效处理及资源化利用是新能源领域的重大课题。

目前退役磷酸铁锂电池回收再利用技术处于起步阶段，没有形成统一成熟的工业化路线，国内外磷酸铁锂正极材料回收再利用技术，主要包括高温再生技术、生物回收技术、湿法回收技术。

高温再生技术是指利用高温焙烧将退役磷酸铁锂电池拆解下来的正极材料中的杂质去除达到直接再生或补充相应元素进行修复后达到再生，高温再生技术工艺简单、环境污染小、耗材少，仅需添加少量流失的锂、铁、磷等便可完成修复，但是该工艺对拆解得到的正极材料中杂质含量要求高，拆解过程正极材料中夹带的铝、铜等杂质不易去除除干净，对修复的电极材料电化学性能有较大影响。

生物浸出回收技术是指利用微生物进行浸出，将磷酸铁锂正极材料中的金属转化为可溶性化合物然后再选择性溶解出来，逐步回收溶液中有价金属的方法。目前针对磷酸铁锂的生物浸出技术仍处于研究阶段。由于浸出需要培育对应的微生物菌群，培育对应的微生物菌群不仅工艺复杂且培育时间较长，所以该方法要实现工业化生产有一定的困难。

湿法回收技术是指利用酸碱溶液溶解磷酸铁锂电池中的金属离子，然后通过沉淀、萃取等方法将溶解的金属以盐、氧化物等形式提取出来，达到回收废电池有价值成分的目的。由于湿法回收工艺简单、设备要求低，特别适合工业化生产，是目前研究最多也是国内外主流的退役磷酸铁锂电池回收路线。目前工业上应用最多的是将磷酸铁锂正极材料酸浸后优先回收其中珍贵的锂资源，剩余的磷铁大部分公司的做法是经沉淀回收铁后将其作为废物处理，资源回收不彻底。

发明内容

本申请的目的在于提供一种废旧磷酸铁锂电池的回收工艺，该工艺具有安全可靠、高效节能、回收率高、绿色环保、简单有效的特点，适合大规模工业化生产。

为此，本申请实施例提供了一种废旧磷酸铁锂电池的回收工艺，包括以下步骤：

对废旧电池带电破碎，得到碎片；

将所述碎片与氯化钠混合进行热解焙烧，以去除金属钛；

对热解焙烧后的所述碎片进行物理筛分，得到正负极粉；

将所述正负极粉通过碱溶去除金属铝，得到中间产物；

对所述中间产物进行一级酸浸，得到一级浸出液和一级浸出渣；

对所述一级浸出液中进行净化，以去除氟和磷酸根，得到净化液；

从所述净化液中分离得到电池级碳酸锂；

通过硫酸对所述一级浸出渣进行二级酸浸，得到二浸出液以及二级浸出渣，所述二级浸出渣通过洗涤、干燥后得到碳粉；

在所述二级浸出液中加入磷酸，通过氧化剂进行氧化，在氧化后的溶液中通入稀氨水溶液，得到粗磷酸铁；

在所述粗磷酸铁中加入硫酸进行陈化，再通过焙烧得到电池级磷酸铁。

在一种可能的实现方式中，所述对废旧电池带电破碎，得到碎片，包括：

在所述废旧电池破碎的过程中通入氮气，所述碎片的长度小于或等于40mm。

在一种可能的实现方式中，所述将所述碎片与氯化钠混合进行热解焙烧，以去除金属钛，包括：

将碎片与氯化钠进行混合，氯化钠与金属钛的摩尔比为6-8：1；

将混合后的碎片与氯化钠进行热解焙烧，热解焙烧的过程中通入氮气进行绝氧保护，热解焙烧温度为500℃-600℃，热解焙烧时间为0.5h-1.5h。

在一种可能的实现方式中，所述对热解焙烧后的所述碎片进行物理筛分，得到正负极粉，包括：

通过筛分、风选、磁选、涡电选工序中的至少一种分离方式得到钢壳、铜柱头以及正负极片，通过干式气流剥离机将正负极片分离得到正负极粉、铜箔以及铝箔。

在一种可能的实现方式中，所述将所述正负极粉通过碱溶去除金属铝以得到中间产物，包括：

在所述正负极粉中加入2％-5％氢氧化钠溶液，其中，所述正负极粉与所述氢氧化钠溶液的固液比为1:3，碱溶时间为1h-2h；过滤后的滤渣为所述中间产物，所述中间产物包括磷酸铁锂、导电剂以及包裹于磷酸铁锂表面的混合物。

在一种可能的实现方式中，所述对所述中间产物进行一级酸浸，得到一级浸出液和一级浸出渣，包括：

将70％-80％的所述中间产物与纯水进行浆化；

加入硫酸和双氧水溶液进行一次酸浸，酸浸时间为1.5h-2.5h，酸浸温度为50℃-60℃，一次酸浸后进行两次洗涤，得到一次浸渣和一次浸液；

在所述一次浸液中加入剩余的所述中间产物、硫酸和双氧水的混合溶液进行二次酸浸，酸浸时间为1.5h-2.5h，温度为50℃-60℃，二次酸浸后进行两次洗涤，得到二次浸渣和二次浸液；

所述一级浸出液包括所述二次浸液，所述一级浸出渣包括所述一级浸渣和所述二次浸渣。

在一种可能的实现方式中，所述对所述一级浸出液加入硫酸铝和氢氧化钠进行净化，以去除氟和磷酸根，得到净化液，包括：

在所述一级浸出液中加入所述硫酸铝和所述氢氧化钠进行初步净化，溶液的PH值为8-9，反应时间为0.5h-1h；

将在初步净化后的溶液中加入氢氧化钠，调节溶液的PH值为11-12；

在所述溶液中加入碳酸钠，浸化温度为55℃-65℃，反应时间为0.5h-1.0h；

加入絮凝剂进行沉淀过滤得到所述净化液。

在一种可能的实现方式中，所述从所述净化液中分离得到电池级碳酸锂，包括：

在所述净化液中加入碳酸钠，反应温度为90℃-95℃，反应时间为1h-2h；

反应后离心过滤、热水洗涤、纯水浆化得到碳酸铁锂料浆；

将所述碳酸铁锂料浆送入碳化塔与二氧化碳在常温下进行碳化；

对碳化后的料浆进行过滤；

对过滤后的溶液进行受热分解；

对分解后的溶液进行进行离心分离得到所述电池级碳酸锂。

在一种可能的实现方式中，所述对所述一级浸出渣进行二级酸化，得到二浸出液以及二级浸出渣，所述二级浸出渣通过洗涤、干燥后得到碳粉，包括：

将浆化后的所述二级浸出渣和20％-25％含量的硫酸溶液进行酸浸，反应时间为2h-3h，进行压滤；

将压滤后的固体和20％-25％含量的硫酸溶液进行酸浸，反应时间为2h-3h，得到所述二级浸出渣和所述二级浸出液，将所述二级浸出渣洗涤、过滤且干燥后得到所述碳粉。

在一种可能的实现方式中，所述在所述二级浸出液中加入磷酸，通过氧化剂进行氧化，在氧化后的溶液中通入稀氨水溶液得到粗磷酸铁，包括：

在所述二级浸出液中加入所述磷酸，控制磷铁比为1.03-1.07：1，加入所述氧化剂双氧水氧化，反应时间1h-1.5h，经氧化后的溶液通入5％-10％稀氨水溶液，形成具有不成团的沉淀的料浆，最终反应液PH值为1.8-2；

将料浆进行压滤得到所述固态粗磷酸铁。

在一种可能的实现方式中，在所述粗磷酸铁中加入硫酸进行陈化，再通过焙烧得到电池级磷酸铁，包括：

将所述固态粗磷酸铁和20％-25％含量的硫酸溶液进行陈化，溶液的PH值为1.3-1.5，反应时间为1.5h-2.5h，反应温度为93℃-97℃；

陈化后的料浆进行压滤，经过两次水洗，再将洗涤后的料浆进行离心过滤，将离心过滤后的固体进行干燥，将干燥后的固体进行转窑焙烧，焙烧温度为640℃-660℃，焙烧时间为2h-3h，焙烧后得到所述电池级磷酸铁产品。

根据本申请实施例提供的废旧磷酸铁锂电池的回收工艺，包括以下步骤：对废旧电池带电破碎，得到碎片；将碎片与氯化钠混合进行热解焙烧，以去除金属钛；对热解焙烧后的碎片进行物理筛分，得到正负极粉；将正负极粉通过碱溶去除金属铝，得到中间产物；对中间产物进行一级酸浸，得到一级浸出液和一级浸出渣；对一级浸出液进行净化，以去除氟和磷酸根，得到净化液；从净化液中分离得到电池级碳酸锂；对一级浸出渣进行二级酸浸，得到二浸出液以及二级浸出渣，二级浸出渣通过洗涤、干燥后得到碳粉；在二级浸出液中加入磷酸，通过氧化剂进行氧化，在氧化后的溶液中通入稀氨水溶液，得到粗磷酸铁；在粗磷酸铁中加入硫酸进行陈化，再通过焙烧得到电池级磷酸铁。本申请采用自主研发的回收工艺，具有安全可靠、高效节能、回收率高、绿色环保、简单有效的特点，适合大规模工业化生产。本申请相对于高温再生技术来说，能将正极材料中夹带的铝、铜等杂质去除干净，且本申请使用高温的场景较少，降低了回收成本。本申请相对于生物浸出回收工艺来说，不需要培育微生物菌落，降低浸出周期，工艺较为简单。本申请相对于湿法回收工艺来说，不仅回收电池级碳酸锂，还能回收电池级磷酸铁以及98％的碳粉，使得回收更加彻底，减少废弃物对环境的污染。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。另外，在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，且附图并未按照实际的比例绘制。

图1示出本申请实施例提供的一种废旧磷酸电池回收工艺的工艺流程图；

图2示出本申请实施例提供的氯化钠添加量对金属钛去除率的关系图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1所示，图1示出本申请实施例提供的一种废旧磷酸电池回收工艺的工艺流程图。本申请实施例提供一种废旧磷酸电池回收工艺，包括以下步骤：

S1、对废旧电池带电破碎，得到碎片；

S2、将碎片与氯化钠混合进行热解焙烧，以去除金属钛；

S3、对热解焙烧后的碎片进行物理筛分，得到正负极粉；

S4、将正负极粉通过碱溶去除金属铝，得到中间产物；

S5、对中间产物进行一级酸浸，得到一级浸出液和一级浸出渣；

S611、对一级浸出液进行净化，以去除氟和磷酸根，得到净化液；

S612、从净化液中分离得到电池级碳酸锂；

S621、对一级浸出渣进行二级酸浸，得到二浸出液以及二级浸出渣，二级浸出渣通过洗涤、干燥后得到碳粉；

S622、在二级浸出液中加入磷酸，通过氧化剂进行氧化，在氧化后的溶液中通入稀氨水溶液，得到粗磷酸铁；

S623、在粗磷酸铁中加入硫酸进行陈化，再通过焙烧得到电池级磷酸铁。

其中，S611、S612可跟S621、S622、S623同时进行，以缩短回收处理时间。

废旧电池通过上述工序完成了废电池全部有价资源的分步回收，制备出电池级碳酸锂、电池级磷酸铁以及碳粉高价值产品，而电池级碳酸锂、电池级磷酸铁又是制备磷酸铁锂的前驱体原料，因此该回收技术有效推动了磷酸铁锂电池行业的可持续发展，为电池发展开辟了一条绿色环保、经济可行的道路。本申请采用自主研发的整套回收工艺，具有安全可靠、高效节能、回收率高、绿色环保、简单有效的特点，适合大规模工业化生产。

本申请相对于高温再生技术来说，能将正极材料中夹带的铝、铜等杂质去除干净，使得去除率高，且本申请使用高温的场景较少，降低了回收成本。本申请相对于生物浸出回收工艺来说，不需要培育微生物菌落，降低浸出周期，工艺较为简单。本申请相对于湿法回收工艺来说，不仅回收电池级碳酸锂，还回收电池级磷酸铁以及98％的碳粉，使得回收更加彻底，减少废弃物对环境的污染。

在一些可选的实施例中，对废旧电池带电破碎，得到碎片，包括：对废旧电池破碎的过程中通入氮气保护，碎片的长度小于或等于40mm。

在S1中，破碎时，将废旧电池送至拆解设备上料系统，通过皮带输送至破碎机内进行带电破碎，破碎过程通氮气绝氧保护，从而避免在破碎过程中出现火花，提高破碎的安全性。通过一次剪切破碎，使破碎后的物料充分分散，破碎后物料呈片状，长度≤40mm，以便于后期加工处理，当长度＞40mm时，破碎后的物料分散效果不佳，后期加工不便。

在一些可选的实施例中，将碎片与氯化钠混合进行热解焙烧，以去除金属钛，包括：将碎片与氯化钠进行混合，氯化钠与金属钛的摩尔比为6-8：1；将混合后的碎片与氯化钠进行热解焙烧，热解焙烧的过程中通入氮气进行绝氧保护，热解焙烧温度为500℃-600℃，热解焙烧时间为0.5h-1.5h。

在S2中，破碎后的碎片中含有杂质金属钛，需要将杂质金属钛去除，在高温下，金属钛、碳、氯化钠反应生成四氯化钛，其中，碳主要是跟空气的氧等氧化性气体反应，消耗空气的氧化物质，营造一个还原的氛围，这样可以降低钛与氯的反应势能。四氯化钛的沸点为135℃，可直接挥发掉，进入废弃回收系统，以去除金属钛。由于破碎后的碎片中还含有炭黑物质，因此在热解焙烧的过程中不需要再额外添加碳。

在热解焙烧之前，对金属钛的含量进行检测，然后根据金属钛的含量添加氯化钠，为了将金属钛去除干净，加入过量氯化钠，氯化钠的过量系数为150％-200％，使得氯化钠与金属钛的摩尔比为6-8：1，然后送入热解炉中进行热解焙烧。在热解焙烧时，全程通入氮气进行保护，热解焙烧温度为500℃-600℃，以便于生成的四氯化钛挥发，热解焙烧时间为0.5h-1.5h。

参照图2，图2示出本申请实施例提供的氯化钠添加量对金属钛去除率的关系图。其中，金属钛的去除率跟随氧化纳的添加量进行变化，当氯化钠过量系数为140％以上时，金属钛的去除率达到90％以上，此后继续添加氯化钠，金属钛去除率缓慢增加。所以根据金属钛含量加入相应质量的氯化钠，使金属钛含量小于100ppm，这样可以保证后续产品中的金属钛含量不超标。

热解焙烧过程中有机物粘结剂、六氟磷酸锂、有机碳酸酯溶剂和隔膜等物质发生大分子的键断裂、异构化和小分子的聚合等反应，形成液态、气态及固态生成物，解决了电解液燃爆风险，然后将液态、气态及固态生成物通入二燃室与天然气、空气燃烧发生氧化反应，使各类有机物充分氧化燃烧生成HF、LiOH、H₂O和CO₂，燃烧废气经急冷塔冷却至110℃-120℃后进入碱液喷淋塔脱氟，再经过袋式除尘器收尘后达标排放。同时热解焙烧后的极片料相对松散便于后续极粉剥离。

在一些可选的实施例中，对热解焙烧后的碎片进行物理筛分，得到正负极粉，包括：通过筛分、风选、磁选、涡电选工序中的至少一种分离方式得到钢壳、铜柱头以及正负极片，通过干式气流剥离机将正负极片分离得到正负极粉、铜箔以及铝箔。

在S3中，热解焙烧后的物料可通过筛分、风选、磁选、涡电选工序中的至少一种分离方式进行分离，也可通过上述全部分离方式进行分离，分离后得到钢壳、铜柱头以及正负极片。然后再通过干式气流剥离机将正负极片进行分离，将铜铝箔表面的正负极粉剥离下来，得到正负极粉和铜铝箔。铜铝箔再通过色选进行分离，分别得到铜箔、铝箔。拆解出的钢壳、铜箔、铝箔分别通过吨袋包装转运至一般固废及危险废物暂存间贮存外售，正负极粉吨袋包装后送下一步回收处理。

在一些可选的实施例中，将正负极粉通过碱溶去除金属铝以得到中间产物，包括：在正负极粉中加入2％-5％氢氧化钠溶液，其中正负极粉与氢氧化钠溶液的固液比为1:3，碱溶时间为1h-2h，过滤后的滤渣为中间产物，中间产物包括磷酸铁锂、导电剂以及包裹于磷酸铁锂表面的混合物。

在S4中，正负极粉中还含有杂质金属铝，铝是两性金属，碱性条件可溶解变为偏铝酸根，而正负极粉中的磷酸铁锂不溶于碱，所以根据这一特性可碱洗除铝。将含金属铝的正负极粉输送至碱洗槽，加入2％-5％氢氧化钠溶液，正负极粉与氢氧化钠溶液的固液比为1:3，此处的固液比是指固体与液体的质量比，碱溶时间为1h-2h，然后进行过滤，碱溶水送污水处理站处理，去除金属铝后的正负极粉为中间产物，中间产物包括磷酸铁锂、导电剂以及包裹于磷酸铁锂表面的混合物。其中，可根据正负极粉中金属铝的含量，分为一级或多级碱溶，碱溶后金属铝的含量小于500ppm。

在一些可选的实施例中，对中间产物进行一级酸浸，得到一级浸出液和一级浸出渣，包括：将70％-80％的中间产物与纯水进行浆化；然后加入硫酸和双氧水溶液进行一次酸浸，酸浸时间为1.5h-2.5h，酸浸温度为50℃-60℃，一次酸浸后进行两次洗涤，得到一次浸渣和一次浸液；在一次浸液中加入剩余的中间产物、硫酸和双氧水进行二次酸浸，酸浸时间为1.5h-2.5h，温度为50℃-60℃，二次酸浸后进行两次洗涤，得到二次浸渣和二次浸液；一级浸出液包括二次浸液，一级浸出渣包括一级浸渣和二次浸渣。

在S5中，将中间产物进行一级酸浸处理，一级酸浸处理可以包括一次、两次酸浸处理或者多次酸浸处理。此处以两次酸浸处理为例，相对于只进行一次酸浸处理来说，分离一级浸出渣和一级浸出液更加彻底。

先70％-80％中间产物与纯水进行浆化，控制液体和固体的液固比为4：1，液固比为液体和固体的质量比，然后送入一级浸出槽，本申请中的纯水包括蒸馏水和去离子水，通常为工业用去离子水。然后在一级浸出槽中加入硫酸和双氧水进行一次酸浸处理，酸浸时间为1.5h-2.5h，酸浸温度为50℃-60℃。一次酸浸完成后进行分离，得到一次浸渣和一次浸液，将一次浸渣进行两次洗涤，洗水返一级浸出槽，进行再次酸浸。

一次浸液送入二级浸出槽，加入剩余的中间产物、浓硫酸和双氧水进行二次酸浸，以提高锂的浓度，酸浸时间为1.5h-2.5h，酸浸温度为50℃-60℃，二次酸浸完成进行分离，得到二次浸液和二次浸渣，将二次浸渣经两次洗涤，洗水返回一次浸出槽，进行酸浸。

其中硫酸含量和双氧水含量根据磷酸铁锂的含量进行调整，可过量设置，以使磷酸铁锂中的锂离子浸出。

经过两次酸浸后，得到二次浸液和一次浸渣、二次浸渣，一级浸出液包括二次浸液，一级浸出渣包括一次浸渣、二次浸渣。本申请将中间产物分为两次酸浸处理，进一步提高了锂的浸出率。

本申请采用选择性浸出工艺，通过优化浸出条件，锂的浸出率可达98％以上，而铁浸出率0.3％以下，磷则几乎不浸出。

在一些可选的实施例中，对一级浸出液进行净化，以去除氟和磷酸根，得到净化液，包括：在一级浸出液中加入硫酸铝和氢氧化钠进行初步净化，溶液的PH值为8-9，反应时间为0.5h-1h；在初步净化后的溶液中加入氢氧化钠，调节溶液的PH值为11-12，再加入碳酸钠，浸化温度为55℃-65℃，反应时间为0.5h-1.0h，加入絮凝剂进行沉淀过滤得到净化液。

在S611中，将一级浸出液送入一次净化槽，加入硫酸铝和氢氧化钠去除溶液中的氟和磷酸根，其中，硫酸铝的量按溶液中氟和磷酸根总摩尔量的1-1.2倍加入，通过氢氧化钠溶液控制溶液的PH值为8-9，反应时间0.5h-1h，通过硫酸铝进行去除氟和磷酸根。

初步净化后，将液体送至二次净化槽进行二次净化，加入氢氧化钠调节溶液的PH值值为11-12，可根据钙含量适当加入少量碳酸钠，控制反应温度在60℃，反应时间0.5h-1.0h，然后加入絮凝剂PAM絮凝，除去溶液中少量的铁、镁、钙等金属离子，然后过滤得到净化液，净化液中的铁离子含量小于10ppm，钙离子含量小于5ppm，镁离子小于5ppm。

在一些可选的实施例中，从净化液中分离得到电池级碳酸锂，包括：在净化液中加入碳酸钠，反应温度为90℃-95℃，反应时间为1h-2h；反应后离心过滤、热水洗涤、纯水浆化得到碳酸铁锂料浆；将碳酸铁锂料浆送入碳化塔与二氧化碳在常温下进行碳化；对碳化后的料浆进行过滤；对过滤后的溶液进行受热分解；对分解后的溶液进行进行离心分离得到电池级碳酸锂。

在S612中，净化液通过精密过滤送入沉锂槽，加入过量的碳酸钠，控制温度90℃-95℃，反应时间为1h-2h，然后将料浆进行经离心过滤，过滤后的固体采用90℃-95℃热水洗涤。

本申请通过添加硫酸铝、调节PH值为碱性即可除去溶液中含有的少量杂质，加入碳酸钠沉锂得到粗碳酸锂，进一步碳化精制便可获得电池级碳酸锂，锂回收率在93％以上。且，沉锂后母液通过简单中和掉多余的碳酸钠，蒸发结晶可获得工业级硫酸钠，产品到达(GBT 6009-2014无水硫酸钠)标准。

洗涤后的固体加入纯水进行浆化，浆化后送入碳化塔进行连续碳化，连续碳化塔采用大长径比反应塔，物料与气体全逆流操作，增加了物料和气体的反应时间。顶部布液装置使物料分散了进入碳化塔，使反应更加均匀，反应效率更高。碳化塔底部设置专用布气装置，增加进气均匀性，使反应更加充分。

料浆由碳化进料泵输送进入一级碳化塔顶部，料浆从设备顶部缓慢流动到碳化塔底部，在流动过程中与二氧化碳进行反应，反应后的物料由碳化塔底部采出，由一级出料泵输送进入二级碳化塔顶部，料浆从设备顶部缓慢流动到碳化塔底部，在流动过程中与二氧化碳进行反应，反应后的物料由碳化塔底部采出，由二级出料泵输送进入碳化后液缓冲槽缓冲，再由缓冲出料泵输送进入精密过滤器，进行过滤。其中料浆在一级碳化塔和二级碳化塔中的碳化温度为常温。

过滤后的清液进入精滤清液槽，由分解进料泵输送经过预热器与母液换热升温后进入分解塔，且在分解塔内受热分解。分解后的料浆由分解出料泵输送进入精滤料浆槽，再由离心进料泵输送进入离心机进行离心分离得到电池级碳酸锂。

在一些可选的实施例中，对一级浸出渣进行二级酸化，得到二浸出液以及二级浸出渣，所述二级浸出渣通过洗涤、干燥后得到碳粉，包括：将浆化后的二级浸出渣和20％-25％含量的硫酸溶液进行酸浸，反应时间为2h-3h，进行压滤；将压滤后的固体和20％-25％含量的硫酸溶液，反应时间为2h-3h，得到二级浸出渣和二级浸出液，将二级浸出渣洗涤、过滤且干燥后得到碳粉。

在S621中，在一级浸出渣中加入纯水进行浆化，浆化后送入一次FP浸出槽，在槽中加入20％-25％含量的硫酸溶液进行酸化，该硫酸溶液可通过浓硫酸与纯水稀释而成。其中，控制固体与液体的质量比为1：4，反应时间为2h-3h，浸出完成后用泵输送至压滤机压滤，将固体转入二次FP浸出槽，在槽中加入20％-25％含量的硫酸溶液，控制固体与液体的质量比为1：4，反应时间2h-3h，得到二级浸出渣和二级浸出液，二级浸出渣经三次洗涤，洗涤水返回一次FP浸出槽，将洗涤后的二级浸出渣过滤且干燥后形成纯度98％以上的碳粉，堆存外售。

在一些可选的实施例中，在二级浸出液中加入磷酸，通过氧化剂进行氧化，在氧化后的溶液中通入稀氨水溶液得到粗磷酸铁，包括：在二级浸出液中加入磷酸，控制磷铁比为1.03-1.07：1，加入氧化剂双氧水氧化，反应时间1h-1.5h，经氧化后的溶液通入5％-10％稀氨水溶液，形成具有不成团的沉淀的料浆，最终反应液PH值为1.8-2；将料浆进行压滤得到固态粗磷酸铁。

在S622中，将二级浸出液通入调pH槽，向槽中加入磷酸，控制磷铁比在1.03～1.07，然后送入氧化槽，加入过量的氧化剂双氧水，控制反应时间1h-1.5h，经氧化后的溶液送入精密过滤器，精滤液送入FP合成槽，向合成槽中通入配置好的5％-10％稀氨水溶液，适当控制氨水进料速度，只要生成的沉淀不成团即可。控制最终反应液pH值为1.8-2。合成料浆泵入压滤机压滤洗涤，得到固态粗磷酸铁。

在一些可选的实施例中，在粗磷酸铁中加入硫酸进行陈化，再通过焙烧得到电池级磷酸铁，包括：将固态粗磷酸铁和20％-25％含量的硫酸溶液进行陈化，溶液的PH值为1.3-1.5，反应时间为1.5h-2.5h，反应温度为93℃-97℃；陈化后的料浆进行压滤，经过两次水洗，再将洗涤后的料浆进行离心过滤，将离心过滤后的固体进行干燥，将干燥后的固体进行转窑焙烧，焙烧温度为640℃-660℃，焙烧时间为2h-3h，焙烧后得到电池级磷酸铁产品。

在S623中，将固态粗磷酸铁加入纯水进行浆化，将浆化后的粗磷酸铁进入陈化槽，控制固液比为1:3-4，此处的固液比为质量比，用硫酸调节陈化槽溶液pH值为1.3-1.5，首次合成磷酸铁需要用硫酸调节陈化液的pH，后续通过加入少量陈化好的磷酸铁即可，陈化2h-3h，陈化温度控制在93℃-97℃，陈化后料浆送入FP压滤机，用纯水两次水洗且将固体和液体的质量比控制在1:4-5，水洗后的料浆通过泵送至离心机进行过滤，过滤后物料送入闪蒸干燥机干燥，物料经闪蒸干燥后，物料经脉冲布袋除尘器收集后进入回转窑焙烧，焙烧温度640℃-660℃，焙烧时间为2h-3h，焙烧后即得到电池级磷酸铁产品。

本申请合成磷酸铁在常温条件下即可，陈化时加入硫酸调节pH或加入陈化好的磷酸铁便可大幅度缩短陈化时间，陈化完的磷酸铁水洗两次便可满足电池级的要求。

且过滤后的母液为硫酸铵废水，而杂质主要是铁、磷酸根，及其他少量金属，通过调碱及加入少量沉淀剂即可去除，然后蒸发结晶即可得到纯的硫酸铵产品，可用于肥料等用途。

具体实施例一

S1，将废旧电池送至拆解设备上料系统，通过皮带输送至破碎机内进行带电破碎，破碎过程通氮气绝氧保护，通过一次剪切破碎，破碎后物料呈片状，长度≤40mm。

S2，对碎片进行热解焙烧，在热解焙烧之前，对金属钛的含量进行检测，然后根据金属钛的含量添加氯化钠，氯化钠与金属钛的摩尔比为6：1，然后送入热解炉中进行热解焙烧。在热解焙烧时，全程通入氮气进行保护，热解焙烧温度为500℃，热解焙烧时间为0.5h，金属钛在焙烧后生成的四氯化钛且挥发至废弃回收系统。

S3，将热解焙烧后的物料依次通过筛分、风选、磁选、涡电选进行分离，分离后得到钢壳、铜柱头以及正负极片。然后再通过干式气流剥离机将正负极片进行分离，将铜铝箔表面的正负极粉剥离下来，得到正负极粉和铜铝箔。铜铝箔再通过色选进行分离，分别得到铜箔、铝箔。拆解出的钢壳、铜箔、铝箔分别通过吨袋包装转运至一般固废及危险废物暂存间贮存外售。

S4，将含金属铝的正负极粉输送至碱洗槽，加入2％的氢氧化钠溶液，正负极粉与氢氧化钠溶液的固液比为1:3，碱溶时间为1h，然后进行过滤，碱溶水送污水处理站处理，去除金属铝后的正负极粉为中间产物，中间产物包括磷酸铁锂、导电剂以及包裹于磷酸铁锂表面的混合物。

S5，将70％的中间产物与纯水进行浆化，控制液体和固体的比例为4：1，然后送入一级浸出槽。在一级浸出槽中加入硫酸和双氧水进行一次酸浸处理，酸浸时间为1.5h，酸浸温度为50℃。一次酸浸完成后进行分离，得到一次浸渣和一次浸液，将一次浸渣进行两次洗涤，洗水返一级浸出槽，进行再次酸浸。

一次浸液送入二级浸出槽，加入剩余的中间产物、浓硫酸和双氧水进行二次酸浸，以提高锂的浓度，酸浸时间为1.5h，酸浸温度为50℃，二次酸浸完成进行分离，得到二次浸液和二次浸渣，将二次浸渣经两次洗涤，洗水返回一次浸出槽，进行酸浸。经过两次酸浸后，得到二次浸液和一次浸渣、二次浸渣，一级浸出液包括二次浸液，一级浸出渣包括一次浸渣、二次浸渣。

S611，将一级浸出液送入一次净化槽，加入硫酸铝和氢氧化钠去除溶液中的氟和磷酸根，硫酸铝的量按溶液中氟和磷酸根总摩尔量1倍加入，通过氢氧化钠控制溶液的PH值为8，反应时间0.5h。初步净化后，将液体送至二次净化槽进行二次净化，加入氢氧化钠调节溶液的PH值11，可根据钙含量适当加入少量碳酸钠，控制反应温度在60℃，反应时间0.5h，然后加入絮凝剂PAM絮凝，除去溶液中少量的铁、镁、钙等金属离子，然后过滤得到净化液。

S612，净化液通过精密过滤送入沉锂槽，加入过量的碳酸钠，控制温度90℃，反应时间为1h，然后将料浆进行经离心过滤，过滤后的固体采用90℃热水洗涤。

洗涤后的料浆由碳化进料泵输送进入一级碳化塔顶部，料浆从设备顶部缓慢流动到碳化塔底部，在流动过程中与二氧化碳进行反应，反应后的物料由碳化塔底部采出，由一级出料泵输送进入二级碳化塔顶部，料浆从设备顶部缓慢流动到碳化塔底部，在流动过程中与二氧化碳进行反应，反应后的物料由碳化塔底部采出，由二级出料泵输送进入碳化后液缓冲槽缓冲，再由缓冲出料泵输送进入精密过滤器，进行过滤。其中料浆在一级碳化塔和二级碳化塔中的碳化温度为常温。

过滤后的清液进入精滤清液槽，由分解进料泵输送经过预热器与母液换热升温后进入分解塔，且在分解塔内受热分解。分解后的料浆由分解出料泵输送进入精滤料浆槽，再由离心进料泵输送进入离心机进行离心分离得到电池级碳酸锂。

S621，在一级浸出渣中加入纯水进行浆化，浆化后送入一次FP浸出槽，在槽中加入20％含量的硫酸溶液进行酸化。其中，控制固体与液体的质量比为1：4，反应时间为2h，浸出完成后用泵输送至压滤机压滤，将固体转入二次FP浸出槽，在槽中加入20％含量的硫酸溶液，控制固体与液体的质量比为1：4，反应时间2h，得到二级浸出渣和二级浸出液，二级浸出渣经三次洗涤，洗涤水返回一次FP浸出槽，将洗涤后的二级浸出渣过滤且干燥后形成纯度98％以上的碳粉，堆存外售。

S622，将二级浸出液通入调pH槽，向槽中加入磷酸，控制磷铁比在1.03，然后送入氧化槽，加入过量的氧化剂双氧水，控制反应时间1h，经氧化后的溶液送入精密过滤器，精滤液送入FP合成槽，向合成槽中通入配置好的5％稀氨水溶液，适当控制氨水进料速度，只要生成的沉淀不成团即可。控制最终反应液PH值为1.8。合成料浆泵入压滤机压滤洗涤，得到固态粗磷酸铁。

S623，将固态粗磷酸铁加入纯水进行浆化，将浆化后的粗磷酸铁进入陈化槽，控制固体与液体的质量比为1:3，用硫酸调节陈化槽溶液pH值为1.3，首次合成磷酸铁需要用硫酸调节陈化液的pH，后续通过加入少量陈化好的磷酸铁即可，陈化2h，陈化温度控制在93℃，陈化后料浆送入FP压滤机，用纯水两次水洗且固体和液体的质量比控制在1:4，水洗后的料浆通过泵送至离心机进行过滤，过滤后物料送入闪蒸干燥机干燥，物料经闪蒸干燥后，物料经脉冲布袋除尘器收集后进入回转窑焙烧，焙烧温度640℃，焙烧时间为2h，焙烧后即得到电池级磷酸铁产品。

具体实施例二

S1，将废旧电池送至拆解设备上料系统，通过皮带输送至破碎机内进行带电破碎，破碎过程通氮气绝氧保护，通过一次剪切破碎，破碎后物料呈片状，长度≤40mm。

S2，对碎片进行热解焙烧，在热解焙烧之前，对金属钛的含量进行检测，然后根据金属钛的含量添加氯化钠，氯化钠与金属钛的摩尔比为7：1，然后送入热解炉中进行热解焙烧。在热解焙烧时，全程通入氮气进行保护，热解焙烧温度为550℃，热解焙烧时间为1h，金属钛在焙烧后生成的四氯化钛且挥发至废弃回收系统。

S3，将热解焙烧后的物料依次通过筛分、风选、磁选、涡电选进行分离，分离后得到钢壳、铜柱头以及正负极片。然后再通过干式气流剥离机将正负极片进行分离，将铜铝箔表面的正负极粉剥离下来，得到正负极粉和铜铝箔。铜铝箔再通过色选进行分离，分别得到铜箔、铝箔。拆解出的钢壳、铜箔、铝箔分别通过吨袋包装转运至一般固废及危险废物暂存间贮存外售。

S4，将含金属铝的正负极粉输送至碱洗槽，加入3％的氢氧化钠溶液，正负极粉与氢氧化钠溶液的固液比为1:3，碱溶时间为1.5h，然后进行过滤，碱溶水送污水处理站处理，去除金属铝后的正负极粉为中间产物，中间产物包括磷酸铁锂、导电剂以及包裹于磷酸铁锂表面的混合物。

S5，将75％的中间产物与纯水进行浆化，控制液体和固体的比例为4：1，然后送入一级浸出槽。在一级浸出槽中加入硫酸和双氧水进行一次酸浸处理，酸浸时间为2h，酸浸温度为55℃。一次酸浸完成后进行分离，得到一次浸渣和一次浸液，将一次浸渣进行两次洗涤，洗水返一级浸出槽，进行再次酸浸。

一次浸液送入二级浸出槽，加入剩余的中间产物、浓硫酸和双氧水进行二次酸浸，以提高锂的浓度，酸浸时间为2h，酸浸温度为55℃，二次酸浸完成进行分离，得到二次浸液和二次浸渣，将二次浸渣经两次洗涤，洗水返回一次浸出槽，进行酸浸。经过两次酸浸后，得到二次浸液和一次浸渣、二次浸渣，一级浸出液包括二次浸液，一级浸出渣包括一次浸渣、二次浸渣。

S611，将一级浸出液送入一次净化槽，加入硫酸铝和氢氧化钠去除溶液中的氟和磷酸根，硫酸铝的量按溶液中氟和磷酸根总摩尔量1倍加入，通过氢氧化钠控制溶液的PH值为9，反应时间0.75h。初步净化后，将液体送至二次净化槽进行二次净化，加入氢氧化钠调节溶液的PH值12，可根据钙含量适当加入少量碳酸钠，控制反应温度在60℃，反应时间0.75h，然后加入絮凝剂PAM絮凝，除去溶液中少量的铁、镁、钙等金属离子，然后过滤得到净化液。

S612，净化液通过精密过滤送入沉锂槽，加入过量的碳酸钠，控制温度93℃，反应时间为1.5h，然后将料浆进行经离心过滤，过滤后的固体采用93℃热水洗涤。

洗涤后的料浆由碳化进料泵输送进入一级碳化塔顶部，料浆从设备顶部缓慢流动到碳化塔底部，在流动过程中与二氧化碳进行反应，反应后的物料由碳化塔底部采出，由一级出料泵输送进入二级碳化塔顶部，料浆从设备顶部缓慢流动到碳化塔底部，在流动过程中与二氧化碳进行反应，反应后的物料由碳化塔底部采出，由二级出料泵输送进入碳化后液缓冲槽缓冲，再由缓冲出料泵输送进入精密过滤器，进行过滤。其中料浆在一级碳化塔和二级碳化塔中的碳化温度为常温。

过滤后的清液进入精滤清液槽，由分解进料泵输送经过预热器与母液换热升温后进入分解塔，且在分解塔内受热分解。分解后的料浆由分解出料泵输送进入精滤料浆槽，再由离心进料泵输送进入离心机进行离心分离得到电池级碳酸锂。

S621，在一级浸出渣中加入纯水进行浆化，浆化后送入一次FP浸出槽，在槽中加入23％含量的硫酸溶液进行酸化。其中，控制固体与液体的质量比为1：4，反应时间为2.5h，浸出完成后用泵输送至压滤机压滤，将固体转入二次FP浸出槽，在槽中加入23％含量的硫酸溶液，控制固体与液体的质量比为1：4，反应时间2.5h，得到二级浸出渣和二级浸出液，二级浸出渣经三次洗涤，洗涤水返回一次FP浸出槽，将洗涤后的二级浸出渣过滤且干燥后形成纯度98％以上的碳粉，堆存外售。

S622，将二级浸出液通入调pH槽，向槽中加入磷酸，控制磷铁比在1.05，然后送入氧化槽，加入过量的氧化剂双氧水，控制反应时间1.5h，经氧化后的溶液送入精密过滤器，精滤液送入FP合成槽，向合成槽中通入配置好的7％稀氨水溶液，适当控制氨水进料速度，只要生成的沉淀不成团即可。控制最终反应液PH值为1.9。合成料浆泵入压滤机压滤洗涤，得到固态粗磷酸铁。

S623，将固态粗磷酸铁加入纯水进行浆化，将浆化后的粗磷酸铁进入陈化槽，控制固体与液体的质量比为1:3.5，用硫酸调节陈化槽溶液pH值为1.4，首次合成磷酸铁需要用硫酸调节陈化液的pH，后续通过加入少量陈化好的磷酸铁即可，陈化2.5h，陈化温度控制在95℃，陈化后料浆送入FP压滤机，用纯水两次水洗且固体和液体的质量比控制在1:4.5，水洗后的料浆通过泵送至离心机进行过滤，过滤后物料送入闪蒸干燥机干燥，物料经闪蒸干燥后，物料经脉冲布袋除尘器收集后进入回转窑焙烧，焙烧温度650℃，焙烧时间为2.5h，焙烧后即得到电池级磷酸铁产品。

具体实施例三

S1，将废旧电池送至拆解设备上料系统，通过皮带输送至破碎机内进行带电破碎，破碎过程通氮气绝氧保护，通过一次剪切破碎，破碎后物料呈片状，长度≤40mm。

S2，对碎片进行热解焙烧，在热解焙烧之前，对金属钛的含量进行检测，然后根据金属钛的含量添加氯化钠，氯化钠与金属钛的摩尔比为8：1，然后送入热解炉中进行热解焙烧。在热解焙烧时，全程通入氮气进行保护，热解焙烧温度为600℃，热解焙烧时间为1.5h，金属钛在焙烧后生成的四氯化钛且挥发至废弃回收系统。

S3，将热解焙烧后的物料依次通过筛分、风选、磁选、涡电选进行分离，分离后得到钢壳、铜柱头以及正负极片。然后再通过干式气流剥离机将正负极片进行分离，将铜铝箔表面的正负极粉剥离下来，得到正负极粉和铜铝箔。铜铝箔再通过色选进行分离，分别得到铜箔、铝箔。拆解出的钢壳、铜箔、铝箔分别通过吨袋包装转运至一般固废及危险废物暂存间贮存外售。

S4，将含金属铝的正负极粉输送至碱洗槽，加入5％的氢氧化钠溶液，正负极粉与氢氧化钠溶液的固液比为1:3，碱溶时间为2h，然后进行过滤，碱溶水送污水处理站处理，去除金属铝后的正负极粉为中间产物，中间产物包括磷酸铁锂、导电剂以及包裹于磷酸铁锂表面的混合物。

S5，将80％的中间产物与纯水进行浆化，控制液体和固体的比例为4：1，然后送入一级浸出槽。在一级浸出槽中加入硫酸和双氧水进行一次酸浸处理，酸浸时间为2h，酸浸温度为60℃。一次酸浸完成后进行分离，得到一次浸渣和一次浸液，将一次浸渣进行两次洗涤，洗水返一级浸出槽，进行再次酸浸。

一次浸液送入二级浸出槽，加入剩余的中间产物、浓硫酸和双氧水进行二次酸浸，以提高锂的浓度，酸浸时间为2.5h，酸浸温度为60℃，二次酸浸完成进行分离，得到二次浸液和二次浸渣，将二次浸渣经两次洗涤，洗水返回一次浸出槽，进行酸浸。经过两次酸浸后，得到二次浸液和一次浸渣、二次浸渣，一级浸出液包括二次浸液，一级浸出渣包括一次浸渣、二次浸渣。

S611，将一级浸出液送入一次净化槽，加入硫酸铝和氢氧化钠去除溶液中的氟和磷酸根，硫酸铝的量按溶液中氟和磷酸根总摩尔量1.2倍加入，通过氢氧化钠控制溶液的PH值为9，反应时间1h。初步净化后，将液体送至二次净化槽进行二次净化，加入氢氧化钠调节溶液的PH值12，可根据钙含量适当加入少量碳酸钠，控制反应温度在60℃，反应时间1h，然后加入絮凝剂PAM絮凝，除去溶液中少量的铁、镁、钙等金属离子，然后过滤得到净化液。

S612，净化液通过精密过滤送入沉锂槽，加入过量的碳酸钠，控制温度95℃，反应时间为2h，然后将料浆进行经离心过滤，过滤后的固体采用95℃热水洗涤。

洗涤后的料浆由碳化进料泵输送进入一级碳化塔顶部，料浆从设备顶部缓慢流动到碳化塔底部，在流动过程中与二氧化碳进行反应，反应后的物料由碳化塔底部采出，由一级出料泵输送进入二级碳化塔顶部，料浆从设备顶部缓慢流动到碳化塔底部，在流动过程中与二氧化碳进行反应，反应后的物料由碳化塔底部采出，由二级出料泵输送进入碳化后液缓冲槽缓冲，再由缓冲出料泵输送进入精密过滤器，进行过滤。其中料浆在一级碳化塔和二级碳化塔中的碳化温度为常温。

过滤后的清液进入精滤清液槽，由分解进料泵输送经过预热器与母液换热升温后进入分解塔，且在分解塔内受热分解。分解后的料浆由分解出料泵输送进入精滤料浆槽，再由离心进料泵输送进入离心机进行离心分离得到电池级碳酸锂。

S621，在一级浸出渣中加入纯水进行浆化，浆化后送入一次FP浸出槽，在槽中加入25％含量的硫酸溶液进行酸化。其中，控制固体与液体的质量比为1：4，反应时间为3h，浸出完成后用泵输送至压滤机压滤，将固体转入二次FP浸出槽，在槽中加入25％含量的硫酸溶液，控制固体与液体的质量比为1：4，反应时间3h，得到二级浸出渣和二级浸出液，二级浸出渣经三次洗涤，洗涤水返回一次FP浸出槽，将洗涤后的二级浸出渣过滤且干燥后形成纯度98％以上的碳粉，堆存外售。

S622，将二级浸出液通入调pH槽，向槽中加入磷酸，控制磷铁比在1.07，然后送入氧化槽，加入过量的氧化剂双氧水，控制反应时间1.5h，经氧化后的溶液送入精密过滤器，精滤液送入FP合成槽，向合成槽中通入配置好的10％稀氨水溶液，适当控制氨水进料速度，只要生成的沉淀不成团即可。控制最终反应液PH值为2。合成料浆泵入压滤机压滤洗涤，得到固态粗磷酸铁。

S623，将固态粗磷酸铁加入纯水进行浆化，将浆化后的粗磷酸铁进入陈化槽，控制固体与液体的质量比为1:4，用硫酸调节陈化槽溶液pH值为1.5，首次合成磷酸铁需要用硫酸调节陈化液的pH，后续通过加入少量陈化好的磷酸铁即可，陈化3h，陈化温度控制在97℃，陈化后料浆送入FP压滤机，用纯水两次水洗且固体和液体的质量比控制在1:5，水洗后的料浆通过泵送至离心机进行过滤，过滤后物料送入闪蒸干燥机干燥，物料经闪蒸干燥后，物料经脉冲布袋除尘器收集后进入回转窑焙烧，焙烧温度660℃，焙烧时间为3h，焙烧后即得到电池级磷酸铁产品。

具体实施例一、具体实施例二、具体实施例三的检测结果见表1。

表1

参照表1可知，实施例一、实施例二以及实施例三的锂总体回收率均大于93％，磷铁浸出率大于99％；所得到的产品均为电池级碳酸锂和电池级磷酸铁，且碳粉的回收率也大于98％。

本申请不仅回收电池级碳酸锂，还能回收电池级磷酸铁以及98％的碳粉，使得回收更加彻底，减少废弃物对环境的污染。

应当指出，在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“一些实施例”等表示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但未必每个实施例都包括该特定特征、结构或特性。此外，这样的短语未必是指同一实施例。此外，在结合实施例描述特定特征、结构或特性时，结合明确或未明确描述的其他实施例实现这样的特征、结构或特性处于本领域技术人员的知识范围之内。

应当容易地理解，应当按照最宽的方式解释本公开中的“在……上”、“在……以上”和“在……之上”，以使得“在……上”不仅意味着“直接处于某物上”，还包括“在某物上”且其间具有中间特征或层的含义，并且“在……以上”或者“在……之上”不仅包括“在某物以上”或“之上”的含义，还可以包括“在某物以上”或“之上”且其间没有中间特征或层(即，直接处于某物上)的含义。

此外，文中为了便于说明可以使用空间相对术语，例如，“下面”、“以下”、“下方”、“以上”、“上方”等，以描述一个元件或特征相对于其他元件或特征的如图所示的关系。空间相对术语意在包含除了附图所示的取向之外的处于使用或操作中的器件的不同取向。装置可以具有其他取向(旋转90度或者处于其他取向上)，并且文中使用的空间相对描述词可以同样被相应地解释。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种废旧磷酸铁锂电池的回收工艺，其特征在于，包括以下步骤：

对废旧电池带电破碎，得到碎片；

将所述碎片与氯化钠混合进行热解焙烧，以去除金属钛；

对热解焙烧后的所述碎片进行物理筛分，得到正负极粉；

将所述正负极粉通过碱溶去除金属铝，得到中间产物；

对所述中间产物进行一级酸浸，得到一级浸出液和一级浸出渣；

对所述一级浸出液中进行净化，以去除氟和磷酸根，得到净化液；

从所述净化液中分离得到电池级碳酸锂；

对所述一级浸出渣进行二级酸浸，得到二浸出液以及二级浸出渣，所述二级浸出渣通过洗涤、干燥后得到碳粉；

在所述二级浸出液中加入磷酸，通过氧化剂进行氧化，在氧化后的溶液中通入稀氨水溶液，得到粗磷酸铁；

在所述粗磷酸铁中加入硫酸进行陈化，再通过焙烧得到电池级磷酸铁。

2.根据权利要求1所述的废旧磷酸铁锂电池的回收工艺，其特征在于，所述对废旧电池带电破碎，得到碎片，包括：

在所述废旧电池破碎的过程中通入氮气，所述碎片的长度小于或等于40mm。

3.根据权利要求1所述的废旧磷酸铁锂电池的回收工艺，其特征在于，所述将所述碎片与氯化钠混合进行热解焙烧，以去除金属钛，包括：

将所述碎片与所述氯化钠进行混合，所述氯化钠与所述金属钛的摩尔比为6-8：1；

将混合后的所述碎片与所述氯化钠进行热解焙烧，热解焙烧的过程中通入氮气进行绝氧保护，热解焙烧温度为500℃-600℃，热解焙烧时间为0.5h-1.5h。

4.根据权利要求1所述的废旧磷酸铁锂电池的回收工艺，其特征在于，所述对热解焙烧后的所述碎片进行物理筛分，得到正负极粉，包括：

通过筛分、风选、磁选、涡电选工序中的至少一种分离方式得到钢壳、铜柱头以及正负极片，通过干式气流剥离机将正负极片分离得到所述正负极粉、铜箔以及铝箔。

5.根据权利要求1所述的废旧磷酸铁锂电池的回收工艺，其特征在于，所述将所述正负极粉通过碱溶去除金属铝以得到中间产物，包括：

在所述正负极粉中加入2％-5％氢氧化钠溶液，其中，所述正负极粉与所述氢氧化钠溶液的固液比为1:3，碱溶时间为1h-2h；过滤后的滤渣为所述中间产物，所述中间产物包括磷酸铁锂、导电剂以及包裹于磷酸铁锂表面的混合物。

6.根据权利要求1所述的废旧磷酸铁锂电池的回收工艺，其特征在于，所述对所述中间产物进行一级酸浸，得到一级浸出液和一级浸出渣，包括：

将70％-80％的所述中间产物与纯水进行浆化；

加入硫酸和双氧水溶液进行一次酸浸，酸浸时间为1.5h-2.5h，酸浸温度为50℃-60℃，一次酸浸后进行两次洗涤，得到一次浸渣和一次浸液；

在所述一次浸液中加入剩余的所述中间产物、硫酸和双氧水的混合溶液进行二次酸浸，酸浸时间为1.5h-2.5h，温度为50℃-60℃，二次酸浸后进行两次洗涤，得到二次浸渣和二次浸液；

所述一级浸出液包括所述二次浸液，所述一级浸出渣包括所述一级浸渣和所述二次浸渣。

7.根据权利要求1所述的废旧磷酸铁锂电池的回收工艺，其特征在于，所述对所述一级浸出液进行净化，以去除氟和磷酸根，得到净化液，包括：

在所述一级浸出液中加入所述硫酸铝和所述氢氧化钠进行初步净化，溶液的PH值为8-9，反应时间为0.5h-1h；

将在初步净化后的溶液中加入氢氧化钠，调节溶液的PH值为11-12；

在所述溶液中加入碳酸钠，净化温度为55℃-65℃，反应时间为0.5h-1.0h；

加入絮凝剂进行沉淀过滤得到所述净化液。

8.根据权利要求1所述的废旧磷酸铁锂电池的回收工艺，其特征在于，所述从所述净化液中分离得到电池级碳酸锂，包括：

在所述净化液中加入碳酸钠，反应温度为90℃-95℃，反应时间为1h-2h；

反应后离心过滤、热水洗涤、纯水浆化得到碳酸铁锂料浆；

将所述碳酸铁锂料浆送入碳化塔与二氧化碳在常温下进行碳化；

对碳化后的料浆进行过滤；

对过滤后的溶液进行受热分解；

对分解后的溶液进行进行离心分离得到所述电池级碳酸锂。

9.根据权利要求1所述的废旧磷酸铁锂电池的回收工艺，其特征在于，所述对所述一级浸出渣进行二级酸化，得到二浸出液以及二级浸出渣，所述二级浸出渣通过洗涤、干燥后得到碳粉，包括：

将浆化后的所述二级浸出渣和20％-25％含量的硫酸溶液进行酸浸，反应时间为2h-3h，进行压滤；

将压滤后的固体和20％-25％含量的硫酸溶液进行酸浸，反应时间为2h-3h，得到所述二级浸出渣和所述二级浸出液，将所述二级浸出渣洗涤、过滤且干燥后得到所述碳粉。

10.根据权利要求1所述的废旧磷酸铁锂电池的回收工艺，其特征在于，所述在所述二级浸出液中加入磷酸，通过氧化剂进行氧化，在氧化后的溶液中通入稀氨水溶液得到粗磷酸铁，包括：

在所述二级浸出液中加入所述磷酸，控制磷铁比为1.03-1.07：1，加入所述氧化剂双氧水氧化，反应时间1h-1.5h，经氧化后的溶液通入5％-10％稀氨水溶液，形成具有不成团的沉淀的料浆，最终反应液PH值为1.8-2；

将料浆进行压滤得到所述固态粗磷酸铁。

11.根据权利要求1所述的废旧磷酸铁锂电池的回收工艺，其特征在于，在所述粗磷酸铁中加入硫酸进行陈化，再通过焙烧得到电池级磷酸铁，包括：

将所述固态粗磷酸铁和硫酸溶液进行陈化，溶液的PH值为1.3-1.5，反应时间为1.5h-2.5h，反应温度为93℃-97℃；

陈化后的料浆进行压滤，经过两次水洗，再将洗涤后的料浆进行离心过滤，将离心过滤后的固体进行干燥，将干燥后的固体进行转窑焙烧，焙烧温度为640℃-660℃，焙烧时间为2h-3h，焙烧后得到所述电池级磷酸铁产品。