1.本發(fā)明涉及廢舊電池回收技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種磷酸鐵鋰廢舊電池中磷和鐵的回收方法。

背景技術(shù)：

2.隨著新能源汽車(chē)的廣泛應(yīng)用，磷酸鐵鋰廢舊電池生成量逐年增加，其中的鋰、磷和鐵資源需要回收利用。目前磷酸鐵鋰廢舊電池中磷資源和鐵資源的回收主要是濕法提取。

3.例如：中國(guó)申請(qǐng)cn201110147698.6公開(kāi)的一種從電動(dòng)汽車(chē)磷酸鐵鋰動(dòng)力電池中回收鋰和鐵的方法，中國(guó)申請(qǐng)cn201810460794.8公開(kāi)的一種磷酸鐵鋰廢料的綜合回收方法，中國(guó)申請(qǐng)cn201510773893.8公開(kāi)的一種磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的回收利用方法。

4.上述申請(qǐng)均采用的是濕法提取鐵、鋰等元素，隨著磷酸鐵鋰電池用量日益增加，濕法冶煉工藝將無(wú)法滿(mǎn)足報(bào)廢電池的處理，并且濕法冶金處理磷酸鐵鋰廢舊電池，會(huì)產(chǎn)生大量危廢渣，影響環(huán)境安全。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

5.基于此，本發(fā)明的目的在于提供一種磷酸鐵鋰廢舊電池中磷和鐵的回收方法，本發(fā)明采用火法冶煉的方法從廢舊磷酸鐵鋰電池中提取得到磷和鐵資源，產(chǎn)出的爐渣不屬于危廢渣，且本發(fā)明可進(jìn)行大規(guī)模處理，本發(fā)明不僅可以帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，而且可解決廢舊磷酸鐵鋰電池堆放等帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題。

6.本發(fā)明的上述目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

7.根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供的一種磷酸鐵鋰廢舊電池中磷和鐵的回收方法，包括：

8.將磷酸鐵渣、碳質(zhì)還原劑和熔劑置于混料機(jī)中進(jìn)行混料，其中，混料時(shí)加入粘結(jié)劑，所述磷酸鐵渣是通過(guò)對(duì)磷酸鐵鋰廢舊電池進(jìn)行處理得到的；

9.將混料加入電爐中進(jìn)行還原熔煉，還原熔煉溫度為1300～1500℃，得到磷鐵、含有p2o5蒸汽的煙氣、以及爐渣。

10.可選地，所述碳質(zhì)還原劑包括：焦炭、無(wú)煙煤、石油焦、碎煤、活性炭等的一種或多種。

11.可選地，所述熔劑包括：石英、石灰、鋁土礦、氧化鎂礦、螢石中的一種或多種。

12.可選地，每爐次的熔煉時(shí)間為1h～6h。

13.可選地，所述粘結(jié)劑的加入量為磷酸鐵渣、碳質(zhì)還原劑和熔劑總重量的1％～10％。

14.可選地，所述粘結(jié)劑為水。

15.可選地，電爐還原熔煉工藝渣型為cao

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16.可選地，所述方法還包括：采用所述含有p2o5蒸汽的煙氣進(jìn)行磷酸制備；以及將所述爐渣進(jìn)行水碎，得到水碎渣，可進(jìn)行售賣(mài)。

17.可選地，在混料前，所述方法還包括：按照磷酸鐵渣、碳質(zhì)還原劑、熔劑的用量比為1：(0.1～0.4)：(0.05～0.2)進(jìn)行配料。

18.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明磷酸鐵鋰廢舊電池中磷和鐵的回收方法，采用高溫火法冶煉的方法，由磷酸鐵鋰廢舊電池中提取磷和鐵，可用于處理大規(guī)模廢舊電池，例如處理10萬(wàn)噸規(guī)模以上的磷酸鐵鋰廢舊電池；本發(fā)明回收得到磷和鐵元素，且產(chǎn)出的爐渣不屬于危廢渣，具有環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益；本發(fā)明具有工藝流程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，磷和鐵元素回收率高的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

19.圖1是本發(fā)明磷酸鐵鋰廢舊電池中磷和鐵的回收方法的工藝流程示意圖。

具體實(shí)施方式

20.下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。以下對(duì)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說(shuō)明性的，決不作為對(duì)本發(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

21.本發(fā)明提供的一種磷酸鐵鋰廢舊電池中磷和鐵的回收方法，采用的是火法冶煉方法，可以包括：對(duì)磷酸鐵鋰廢舊電池進(jìn)行處理，得到磷酸鐵渣；將磷酸鐵渣、碳質(zhì)還原劑和熔劑置于混料機(jī)中進(jìn)行混料，混料時(shí)加入粘結(jié)劑；將混料加入電爐中進(jìn)行還原熔煉，熔煉溫度為1300～1500℃，得到磷鐵、含有p2o5蒸汽的煙氣、以及爐渣(該爐渣不屬于危廢渣)。其中，所述磷酸鐵渣是采用本領(lǐng)域常規(guī)方法將磷酸鐵鋰廢舊電池進(jìn)行處理得到的，例如經(jīng)常規(guī)的破碎處理和分選處理得到的。

22.圖1示意性地示出了磷酸鐵鋰廢舊電池中磷和鐵的回收方法的一種工藝流程。如圖1所示，本發(fā)明提供的一種磷酸鐵鋰廢舊電池中磷和鐵的回收方法，具體可以包括：

23.步驟s1，將磷酸鐵鋰廢舊電池經(jīng)常規(guī)處理得到的磷酸鐵渣、以及碳質(zhì)還原劑和熔劑進(jìn)行配料。其中，配料時(shí)，可按照磷酸鐵渣、碳質(zhì)還原劑、熔劑三者用量比為1：(0.1～0.4)：(0.05～0.2)進(jìn)行配料，有利于提高磷鐵回收率。進(jìn)一步地，配比可以為1：(0.1～0.4)：(0.05～0.1)，可獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。

24.所述碳質(zhì)還原劑可以包括：焦炭、無(wú)煙煤、石油焦、碎煤(即粒煤)、活性炭等的一種或多種。例如，可以采用碎煤作為碳質(zhì)還原劑，既具有環(huán)保效益又降低了生產(chǎn)成本。

25.所述熔劑可以包括：石英(砂)、石灰、鋁土礦、氧化鎂礦、螢石中的一種或多種。例如，可以選擇石英砂、石灰、鋁土礦以及氧化煤礦，比例可以為2:(1～2):2:(1～2)，可以進(jìn)一步提高磷鐵回收率，且產(chǎn)出對(duì)環(huán)境友好。

26.步驟s2，將配料置于混料機(jī)中，例如圓筒混料機(jī)中，進(jìn)行混料，混料時(shí)可加入水作為粘結(jié)劑，但不限于此，例如也可以為廢蔗糖水等。其中，所述粘結(jié)劑的用量一般為物料加入量的1％～10％，所述物料是指磷酸鐵渣、碳質(zhì)還原劑和熔劑的總重量。

27.步驟s3，將混料加入電爐中進(jìn)行還原熔煉，還原熔煉溫度可以為1300～1500℃，每爐次的熔煉時(shí)間可以為1h～6h，經(jīng)電爐熔煉后得到磷鐵、爐渣、煙氣，所述煙氣為含有p2o5蒸

汽的煙氣。其中，得到的磷鐵可以直接售賣(mài)；得到的爐渣進(jìn)行水碎，得到水碎渣，然后進(jìn)行外賣(mài)即可；得到的煙氣進(jìn)行余熱回收，煙氣應(yīng)用于制磷酸工藝中，以生產(chǎn)得到磷酸。本發(fā)明中電爐還原熔煉工藝的渣型為cao

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caf2渣型。本發(fā)明中選擇該渣型的有益效果為爐渣熔點(diǎn)低，冶煉溫度低。本發(fā)明通過(guò)在1300～1500℃電爐中進(jìn)行火法冶煉可以有效回收磷酸鐵鋰廢舊電池中的磷和鐵，且產(chǎn)出無(wú)污染。

28.下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本技術(shù)的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。顯然，以下對(duì)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說(shuō)明性的，決不作為對(duì)本發(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制。

29.實(shí)施例1和實(shí)施例2中，磷酸鐵鋰廢舊電池成分如表1所示。

30.表1磷酸鐵鋰廢舊電池成分(wt％)

[0031][0032]

實(shí)施例1

[0033]

首先稱(chēng)取1t磷酸鐵渣、300kg粒煤、20kg石英砂、10kg石灰、20kg氧化鎂礦、20kg鋁土礦，將所有原料加入圓筒混料機(jī)中進(jìn)行混料，混料時(shí)加入水作為粘結(jié)劑，加入量50kg，然后將混料加入電爐中進(jìn)行還原熔煉，冶煉溫度為1500℃左右，每爐次熔煉時(shí)間為1h。

[0034]

試驗(yàn)結(jié)果證明，磷鐵成分為：fe％＝74.34，p％＝24.86；磷鐵產(chǎn)量為387.12kg，煙氣生成量為530.46nm3，煙氣中p2o5的體積含量為5.35％。

[0035]

實(shí)施例2

[0036]

首先稱(chēng)取1t磷酸鐵渣、280kg粒煤、20kg石英砂、20kg石灰、20kg氧化鎂礦、20kg鋁土礦，將所有原料加入圓筒混料機(jī)中進(jìn)行混料，混料時(shí)加入水作為粘結(jié)劑，加入量50kg，然后將混料加入電爐中進(jìn)行還原熔煉，冶煉溫度為1450℃左右，每爐次熔煉時(shí)間為1h。

[0037]

試驗(yàn)結(jié)果證明，磷鐵成分為：fe％＝74.34，p％＝24.86；磷鐵產(chǎn)量為373.12kg，煙氣生成量為516.58nm3，煙氣中p2o5的體積含量為5.29％。

[0038]

需要說(shuō)明的是，上述兩個(gè)實(shí)施例中碳質(zhì)還原劑均采用了粒煤，顯然，其對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍并不具有限制性，本發(fā)明中其他碳質(zhì)還原劑或其組合均可以得到實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)效果。

[0039]

綜上，本發(fā)明通過(guò)優(yōu)化磷酸鐵渣、碳質(zhì)還原劑和熔劑的配比，采用火法冶煉方法將磷酸鐵渣、碳質(zhì)還原劑和熔劑置于圓筒混料機(jī)中混料后加入電爐中進(jìn)行還原熔煉，在1300～1500℃的高溫作用下，磷酸鐵渣與還原劑和熔劑發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)出磷鐵、含有p2o5蒸汽的煙氣和高溫爐渣，其中，磷和鐵元素的回收率高，產(chǎn)出的磷鐵可直接外售，p2o5蒸汽用于生產(chǎn)磷酸，爐渣不屬于危廢渣經(jīng)處理后還可外賣(mài)，不僅實(shí)現(xiàn)了磷和鐵的高回收率提取，還具有環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益；另外，本發(fā)明火法冶煉回收方法可進(jìn)行大規(guī)模廢舊電池的處理，例如，可處理10萬(wàn)噸規(guī)模以上的磷酸鐵鋰廢舊電池。

[0040]

本發(fā)明的描述是為了示例和描述起見(jiàn)而給出的，而并不是無(wú)遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開(kāi)的形式。很多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯然的。選擇和描

述實(shí)施例是為了更好說(shuō)明本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。技術(shù)特征：

1.一種磷酸鐵鋰廢舊電池中磷和鐵的回收方法，其特征在于，包括：將磷酸鐵渣、碳質(zhì)還原劑和熔劑置于混料機(jī)中進(jìn)行混料，其中，混料時(shí)加入粘結(jié)劑，所述磷酸鐵渣是通過(guò)對(duì)磷酸鐵鋰廢舊電池進(jìn)行處理得到的；將得到的混料加入電爐中進(jìn)行還原熔煉，還原熔煉溫度為1300～1500℃，得到磷鐵、含有p2o5蒸汽的煙氣、以及爐渣。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述碳質(zhì)還原劑包括：焦炭、無(wú)煙煤、石油焦、碎煤、活性炭等的一種或多種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述熔劑包括：石英、石灰、鋁土礦、氧化鎂礦、螢石中的一種或多種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收方法，其特征在于，每爐次的熔煉時(shí)間為1h～6h。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑的加入量為磷酸鐵渣、碳質(zhì)還原劑和熔劑總重量的1％～10％。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑為水。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收方法，其特征在于，電爐還原熔煉工藝的渣型為cao

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caf2渣型。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述方法還包括：采用所述含有p2o5蒸汽的煙氣進(jìn)行磷酸制備；將所述爐渣進(jìn)行水碎，得到水碎渣。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收方法，其特征在于，在混料前，所述方法還包括：按照磷酸鐵渣、碳質(zhì)還原劑、熔劑的用量比為1：(0.1～0.4)：(0.05～0.2)進(jìn)行配料。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開(kāi)了一種磷酸鐵鋰廢舊電池中磷和鐵的回收方法。該方法包括：將磷酸鐵渣、碳質(zhì)還原劑和熔劑置于混料機(jī)中進(jìn)行混料，其中，混料時(shí)加入粘結(jié)劑，所述磷酸鐵渣是通過(guò)對(duì)磷酸鐵鋰廢舊電池進(jìn)行處理得到的；將得到的混料加入電爐中進(jìn)行還原熔煉，熔煉溫度為1300～1500℃，得到磷鐵、含有P2O5蒸汽的煙氣、以及爐渣。本發(fā)明采用火法冶煉的方法可從廢舊磷酸鐵鋰電池中有效提取得到磷和鐵資源，且產(chǎn)出的爐渣不屬于危廢渣，且本發(fā)明可進(jìn)行大規(guī)模處理，不僅可以帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，而且可解決廢舊磷酸鐵鋰電池堆放等帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題。電池堆放等帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題。電池堆放等帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：馬登 陳學(xué)剛 裴忠冶 王云 李東波

受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.06.07

技術(shù)公布日：2021/9/24