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 本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 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。 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 是 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 图 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色或绿色，再滴加双氧水后，呈红色，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400 C〜600 C 热处理时间0.5 h〜2h 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的 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 95o计算方法见附录 A的 A.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/L3 mol/L b）助剂（以 H2O2计）浓度1 mol/L〜10 mol/L 浸出时间2h〜8h； 浸出温度60 C〜100 C； 固液比（12）〜（110）； 搅拌速率50 r/min〜200r/min 铁、锂元素的浸出率均不低于 95o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 1・55.0 除杂温度60 C〜95 C 除杂时间0.5 h〜5h； 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〜 A.2 铜、铁、铝元素回收率的计算 铜、铁、铝元素回收率以计算，按公式计算 .（A.2） 式中 1 吨废旧电池经破碎、分选，回收的金属元素 i的质呈的数值，单位为克（g） 1 吨废旧电池中金属元素 i额质量的数值，单位为克（g） A」铁、磷、锂元素浸出率的计算 铁、磷、锂元素浸岀率以计，按公式计算 .（A.3） 式中 1 吨分选后废电极材料经酸溶浸岀液中金属元素 j的浓度的数值，单位为克每升（g/L） 1 吨分选后废电极材料经酸溶浸岀液的体积的数值，单位为升（L）； 1 吨分选后废电极材料中金属元素 j的质量的数值，单位为克（g） 注j 代表铁、磷、锂元素。 A.4 铁、磷、锂元素回收率的计算 铁、磷、锂元素回收率以计，按公式计算 A.4 式中 1 吨分选后废电极材料经除杂、提纯处理后溶液中金属元素 j的浓度的数值，单位为克每升 g/L 1 吨分选后废电极材料经除杂、提纯处理后得到的纯化液的体积的数值，单位为升L 1 吨分选后废电极材料中金属元素 j的质量的数值，单位为克g; 注j 代表铁、磷、锂元素。 附录 B 资料性附录 废旧电池、废电极材料中金属元素含量按下表的方法进行测左 序号 1 目标金屈 铝 测试方法 铝测定通用方法 快速电解 ICP-AES 补差法 标准編号 GB/T 9734 SN/T 1863 HG/T 4701-2014 HG/T 4701-2014 2 3 1 铁 磷 磷隈饮中铁含虽的测定铁还原后用重馅酸钾滴定的方法 磷酸诜中磷含址的测定啖钳拧酮沉淀法 碳酸锂、