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 95%o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/L~3 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：（1:2）〜（1:10）； 搅拌速率：50 r/min〜200r/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： 1・5~5.0： 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、