磷酸铁锂废旧电池湿法工艺回收利用

磷酸铁锂废旧电池湿法工艺回收利用
1范围
标准规左了废旧电池中磷、铁、锂元素回收方法的术语和定义,磷酸铁锂电池的鉴别方法,原辅 料和设备,湿法回收工艺控制条件及要求,环境保护及安全要求。
本标准适用于湿法回收磷酸铁锂废旧电池中的铁、磷和锂元素的回收利用过程。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡 是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有修订单)适用于本文件。连锁系统
GB/T2900.41-2008电工术语 原电池和蓄电池
GB 5085.7危险废物鉴别标准通则
GB/T 6678-2003化工样品采样总则
GB 8978污水综合排放标准
GB 9078工业窑炉大气污染物排放标准
GB/T 11064碳酸锂、单水氢氧化锂、氯化锂化学分析方法
GB/T 11075-2013工业碳酸锂
GB 12348工业企业厂界环境噪声排放标准
GB 13271锅炉大气污染物排放标准
GB 16297大气污染物综合排放标准
GB 18597危险废物贮存污染控制标准
GB 18599 一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准
GB/T 26493-2011电池废料贮运规范
HG/T4701-2014电池用磷酸铁
HG/T5019-2016废电池中線钻回收方法
HJ 2025-2012危险废物收集、贮存、运输技术规范
SBfT 10901-2012废电池分类
YSAT 582-2013电池级碳酸锂
YSfT 744-2010电池级无水氯化锂
3术语和定义
下列术语和左义适用于本文件。
3. 1
湿法回收wet recycl ing
以再利用为目的,对废旧电池进行分类、破碎、分选、浸岀、除杂、提纯等回收处理的方法。
3.2
废旧电池 waste batter ies
失去使用价值或被废弃的电池成品和半成品,包括在电池生产、运输、贮存、使用过程中产生的不 合格产品、报废产品、过期产品,以及电池在生产过程中产生的不合格电芯、报废电芯。
4信息管理和贮存运输
4.1废旧电池及其生产过程中废弃物根据形态不同,按GB/T26493-2011的规左进行分类包装、运输、 贮存。
4.2废旧电池报废处理前向回收服务网点上报时间、电池数量、类型和回收企业等信息。
注:具体操作办法可参考《新能源汽牟动力蓄电池回收利用管理暂行办法扎
5原辅料和设备
5.1原辅料
原辅料主要包括硫酸、盐酸、硝酸、双氧水、氨水、氢氧化钠、碳酸钠等。
5. 2主要设备
主要设备包括热解炉、破碎机、分选机、搅拌机、电池放电设备、压滤机、反应装宜、贮存装置、 废气处理装宜、废水处理装宜、废渣收集装置等。
6湿法回收工艺控制条件及要求
6.1工艺过程简述
经鉴别为含铁元素、锂元素的废旧磷酸铁锂电池需要先放电处理、自然干燥,然后进行热处理,去
除隔膜、电解液、粘结剂等,再通过多级破碎分选铜、铝,对于钢壳电池或软包电池再分选岀不锈钢或 铝塑膜、隔膜等,剩余的正负极材料经浸出、沉淀除杂、萃取提纯得到碳酸锂、磷酸锂、氯化锂等,过 程中产生的铁磷渣、碳渣作为副产品回收。回收得到的碳酸锂、磷酸锂、氯化锂和氢氧化锂用于锂电池 生产的原料,副产品铁磷渣可以再次合成磷酸铁产品,或者回收得到氢氧化铁和磷酸原料。
6. 2工艺流程
湿法回收工艺流程见图1
废旧电池
1湿法回收工艺流程
6. 3控制条件及要求 6. 3.1鉴别方法
a外观检测法
电池回收企业可根据电池的电子信息、标签、壳体材料、形状、重量、成分等鉴别电池的种类,判 断是否为磷酸铁锂电池。
b元素滴立检测法
标签残缺或从外形无法确认其种类、成分的废旧电池,宜根据以下方法鉴別:取废旧电池的正极片, 滴加盐酸溶液后呈注黄或绿,再滴加双氧水后,呈红,则含有铁元素,判断为磷酸铁锂废旧电池。 6. 3.2放电回收
鉴别后的废旧电池,按照标准SBAT 10901的要求进行分类。对于鉴别后确定是磷酸铁锂电池的, 放电电压<1.5 V后按照本标准制左的方法进行回收。鉴别后不符合的,则做好分类贮存工作,采用英他 相应电池回收工艺。
6. 3. 3热处理控制条件及要求
热处理温度:ttx2基板400 °C600 °C
热处理时间:0.5 h2h
通过热处理除去废旧电池中的隔膜、电解液、粘结剂等,去除率不低于99%。计算方法见附录A A」。
6. 3. 4破碎、分选要求
注意安全防护,破碎时宜在氮气氛用中进行:
破碎、分选后电极材料粉粒度小于1 mm
破碎、分选获得铜、铝元素的回收率均不低于95%o计算方法见附录AA.2
6. 3. 5浸出控制条件及要求
浸出溶剂为无机酸(硫酸、盐酸等)和助剂(双氧水等)的混合溶液,其浓度如下:
a)    无机酸(以 H 讣)浓度:0.5 mol/L~3 mol/L
b)    助剂(以 H2O2计)浓度:1 mol/L10 mol/L
浸出时间:2h8h连续缠绕玻璃钢夹砂管;
浸出温度:60 °C100 °C
固液比:(1:2)(1:10)
搅拌速率:50 r/min200r/min
铁、锂元素的浸出率均不低于95%o具体计算方法见A.3
6. 3.6除杂控制条件及要求
1)    一次沉淀
pH 15~5.0
除杂温度:60 °C95 °C
荀果
除杂时间:0.5 h5h
在沉淀工艺中,铁、磷等沉淀率大于95%以上,具体计算方法见A.3
2)    二次沉淀
pH 3.0&0
除杂温度:60 °C95 °C
除杂时间:0.5 h5h
在沉淀工艺中,铁、银、镭、铜、铝等沉淀率大于99%以上。
6.4回收产品要求与处置
6.4.1电池拆解分选后得到的铜粉、铝粉交由冶炼企业回收,铝塑膜、钢壳等包装材料冲洗后交由金属 废品回收企业。
6.4.2正负极粉料浸岀后,得到的碳渣主要是石墨,交由对应的石墨回收企业处理。
6.4.3铁磷渣的处宜工作,方法宜包括但不限于废渣做成建筑填料和生态砖、再次制备磷酸铁回用(产 品应符合HG'4701-2014)、做成氢氧化铁和磷酸等化学原料。
6.4.4利用湿法回收碳酸锂,金属锂的回收率不低于80%,碳酸锂纯度达到电池级标准,即:质量分数 鼻99.5%,参照YSAT 582-2013或工业级碳酸锂,即:质量分数>99%,参照GB/T 11075-2013o此夕卜, 还可以做成氮化锂、磷酸锂和氢氧化锂等化工产品,参照YS/T 744-2010osimota锂元素回收率具体计算方法 见 A.4quartz插件。

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