众所周知废弃的锂电池中含有大量不可再生且经济价值高的金属资源，如钴、锂、镍、铜、铝等，如果能有效地回收处理废弃或不合格的锂电池，不仅能减轻废锂电池对环境的压力，还可以避免造成钴、镍等金属资源的浪费；经过多年研发，解决了生产中操作复杂、流程长、有机溶剂对环境造成危害等不利因素，缩短了工艺流程，降低了耗电量，提高了金属回收率、纯度和回收量，形成“每年10000吨废锂电池金属全封闭清洁回收工艺及其应用”成果;项目属于固体废弃物资源化利用应用领域，技术原理是采用湿法冶金技术进行有色金属的分离和回收，包括浸出、溶液净化与富集、溶剂萃取等，另还采用电冶金技术即电积技术最终获得单质金属产品。对于退役动力电池，目别只有二种办法处理，其一是梯处回用，即将退役的动力锂电池在储能等领域作为电能的载体使用而充分发挥其剩余价值，其二是拆解回收，即将退役电池进行放电、拆解，提炼重金属原材料从而实现循环利用，其相关技术介绍如下。

一、主要材料介绍

1、主要原辅料

2、实验室化学品

3、主要处理工艺流程

1）工艺流程图

2）主要工艺流程说明

（1）铝电解质碱法浸出、压滤：铝电解质按固液比1:5加入来自碱浸压滤洗水(初始加冷凝水),按一定比例添加氢氧化钙，浸出180分钟，浸出温度为80℃ 。

A.浸出涉及化学式如下：

Na3AlF6+3.5Ca(OH)2 =3NaOH+0.5Ca(OH)z: 2Al(OH)3+3CaF2            Li3AlF6+3.5Ca(OH)2=3LiOH+0.5(OH)2 · 2Al (OH)3+3CaF2

B.浸出过程温度通过蒸汽直接加热控制，蒸汽冷凝水直接浸出液中。浸出物料通过压滤机过滤，每原料与水比例1:5, 渣用蒸汽冷凝水洗涤，浸出渣送入石墨粉焙烧炉烘干制成萤石粉产品，烘干温度控制在80℃ ,热源为电能，该温度下基本不会产生NOx, 烘干过程产生的烘干烟气主要污染物为颗粒物及颗粒物所含的氟化物，整个烘干过程 在碱性环境中，不会有氟化氢酸性气体产生，损失物料以颗粒物形式进入焙烧烟气排出。

(2)磷酸铁锂浸出、压滤 :磷酸铁锂废料通过硫酸浸出，原料与硫酸质量比 为1 .7, 按固液比1:4加入压滤工序洗水(初始加冷 凝水), 浸出120min, 浸出温度60℃ 。

A.酸浸涉及原 理如下：

2LiFePO4+3H2SO4 =Li2SO4+2FeSO4+2H3PO 4 

4FeSO4+2H2SO4+O2 =2Fe2(SO4)3+2H2O

Cu+Fe2(SO4)3=CuSO4+2FeSO4

2Al+3 H2SO4 =Al2 (SO4)3+3H2

B.浸出需要控制在60℃ ,通过投加浓硫酸放热同时利用反应产生的热量控制浸出温度，浸出过程不需要外加热源。浸出物料通过压滤机压滤，并在压滤机内加入冷凝水洗涤，洗水送至浸出工序回用 。硫酸在浸出液内加入，搅拌状态下不会产生 局部水沸腾的情况，无剧烈硫酸烟雾产生的情况，60℃以上高温时酸性液体产生的酸雾通过抽风系统淋洗后达标排放。

(3)磷酸铁锂浸出液除杂 :磷酸铁锂酸性浸出液加入铁粉产出海绵铜，继续添加铁粉，调节pH值3~4, 铝以磷酸铝的形式除去。随着铁粉与酸反应体系pH上升，磷酸一氢根电离出更多的磷酸根， 结合生成磷酸铝沉淀，但 pH达到5时铝基本沉淀完全。

A.除杂原理如下：Fe+CuSO4 =FeSO4+Cu

                          Fe+2H3PO4 =Fe(H2PO4 )2+H2 ↑

 Al2 (SO4)3+H3PO4 =2AlPO4k+3H2SO4 Fe+H2SO4 =FeSO4+H2 ↑

B.工艺过程中通过蒸汽直接加热控制温度在 80℃ 。物料通过压滤机进行固液分离，分离出固体物料在压滤机内通过蒸汽冷凝水洗涤得到低含量海绵铜产品，洗水返回浸出工序。

(4)沉淀磷酸铁:将铝电解质碱性浸出液与磷酸铁锂浸除杂液混合，同时加入双氧水，加入10%硫酸控制反应体系pH在2.2左右，生成二水磷酸铁和硫酸钠 、硫酸锂混合溶液。压滤机压滤机洗涤得二水磷酸铁固体，硫酸锂 、硫酸钠混合液用于下一工序，二 水磷酸铁作产品销售。

2FeSO4 +2H3 PO4 +4NaOH+H2O2 =2FePO4 · 2H2OJ+2 Na2SO4 +2H2O

(5)硫酸锂钠溶液净化除氟 :pH=2.2 的硫酸锂钠混合溶液需要将PH 调到 9~10,并所氧化其中的二价铁。向溶液加入氢氧化钙，调整溶液PH值到9~10,之后加入双氧水。溶液中的氟与钙反应生成氟化钙，铁生成三价氢氧化铁沉淀，过量硫酸根与钙反应生成二水硫酸钙 。压滤后得二水硫酸钙 、氟化钙 、氢氧化铁混合物，返回碱浸工序回用。

(6)净化除钙:除铁 、氟后溶液含钙,不能用于直接沉淀碳酸锂，需要除钙 。除钙采用碳酸锂沉淀法，加入碳酸钠将剩余的氢氧化钙进行去除 ;产生的碳酸钙渣量较低，采用精密过滤器进行过滤，滤渣不需要洗涤，直接用于沉磷酸铁后pH为2.2的溶液中和。

2NaF+Ca(OH)2=2NaOH+CaF2

Ca(OH)2+Li2SO4 =CaSO4J+2LiOH 2Fe2++H2O2+40H=2Fe(OH)3

Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3J+2NaOH

（7）三效浓缩:深度净化后溶液通过三效浓缩到锂含量15 - 20g/L,高浓度硫酸锂溶液进入沉碳酸锂工序;采用蒸汽加热，冷凝水收集后供其他工序回用。

（8）配制碳酸钠溶液 :碳酸钠溶液配制浓度30%, 采用压滤机过滤除渣。碳酸钠溶液采用沉锂过滤工序洗水进行配置。

（9）沉碳酸锂：将净化硫酸锂钠溶液加入EDTA作为耦合剂 (1 .0kg/20m3 溶液), 硫酸锂钠溶液中加入硫酸调节pH至6~8, 调回pH6~8进入碳酸锂沉淀工序；硫酸锂溶液中加入碳酸钠，通入蒸汽间接加热，控制其温度条件，生成碳酸锂沉淀。

2NaOH+H2SO4 =Na2SO4+2H2O

Na2CO3+2Li2SO4 =Li2CO3J+2Na2SO4

（10）碳酸锂产品 ：将碳酸锂与硫酸钠溶液真空抽滤分离，并进行碳酸锂循环洗涤，洗涤后碳酸锂搅拌制浆，然后进行离心机分离，离心脱水后碳酸锂进入圆盘干燥机，圆盘干燥后得碳酸锂产品。

（11 ）加酸排CO2 ：硫酸钠溶液中加入H2SO4 排出CO2, 以除溶液中的CO3 2-；其化学方程式如下：

CO32 -+2H+=CO2+H2O

（12）MVR蒸发 ：因沉碳酸锂时加入过量Na2CO3, 此处加入 H2SO4 将过量Na2CO3反应排出CO2,排CO2后硫酸钠溶液进入三效蒸发工序，浓缩至母液中锂含量为20g/L时进行离心分离， 离心分离后硫酸钠结晶(Na2SO4)进入闪蒸干燥得硫酸钠产品，离心母液返回沉淀碳酸锂。

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