硫酸-雙氧水浸出廢棄磷酸鐵鋰中鋰的實驗研究①

周吉奎， 劉牡丹， 劉 勇， 馬致遠， 杜璞欣

(廣東省科學院資源綜合利用研究所 稀有金屬分離與綜合利用國家重點實驗室,廣東 廣州510651)

動力電池絕大多數是鋰離子電池,包括磷酸鐵鋰電池、三元材料電池、錳酸鋰電池、鈦酸鋰電池［1-4］。近年來,隨著我國關于發展新能源汽車利好政策的發布,新能源汽車的生產量和銷售量大幅增長,帶動了動力電池投資市場的持續火爆。 目前我國動力電池的產業規模已居世界第一,2017 年動力電池總配套量達到362.4 億瓦時,其中磷酸鐵鋰電池配套量為161.5 億瓦時,占總配套量的45%。 以鋰離子動力電池平均使用壽命5 年進行估算,2020 年鋰離子電池總報廢量將達到43.2 萬～53.2 萬噸,其中動力電池的整體報廢量為12.8 萬～22.4 萬噸,正極材料廢棄量將達到4.56 萬～5.59 萬噸［5］。 2017 年我國碳酸鋰市場進口依賴度高達70%以上,資源緊缺［6］。 磷酸鐵鋰材料中鋰含量遠高于常見鋰資源如鋰云母、鋰輝石和鹽湖中的鋰含量［7］,具有回收價值。 因此,對廢舊鋰離子電池進行綜合回收利用,不僅具有較好的經濟前景,而且可以緩解我國鋰資源對外依存度,并實現節能減排、保護環境的目標［8］。

從廢舊鋰離子電池中回收有價金屬的研究很多［9-13］,但文獻中的工藝流程較復雜,所用試劑成本較高,研究結果難以產業化應用。 本文以廣東某企業提供的廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料為對象,研究常用的硫酸-雙氧水體系浸出工藝,實驗結果對廢舊磷酸鐵鋰材料的綜合回收利用具有現實指導意義。……