Desmontaje y recuperación de batería de fosfato de hierro y litio

La batería de fosfato de hierro y litio retirada que no tiene el valor de utilización en cascada y las baterías después de la utilización en cascada finalmente entrarán en la etapa de desmontaje y recuperación. La diferencia entre la batería de fosfato de hierro y litio y la batería de material ternario es que no contiene metales pesados ​​y la recuperación es principalmente Li, P y Fe. El valor agregado de los productos recuperados es bajo, por lo que se debe desarrollar una ruta de recuperación de bajo costo. Existen principalmente dos métodos de reciclaje: método de fuego y método húmedo.
Proceso de recuperación de incendios
El método tradicional de recuperación de incendios generalmente implica la incineración a alta temperatura de piezas de electrodos, lo que quema el carbono y la materia orgánica en los fragmentos de electrodos. La ceniza restante que no se puede quemar se tamiza en última instancia para obtener materiales en polvo fino que contienen metales y óxidos metálicos. El proceso de este método es simple, pero el proceso de tratamiento es largo y la tasa de recuperación integral de metales valiosos es baja. La tecnología de recuperación pirometalúrgica mejorada consiste en eliminar los aglutinantes orgánicos mediante calcinación, separando el polvo de fosfato de hierro y litio del papel de aluminio para obtener material de fosfato de hierro y litio. Luego, se agrega una cantidad adecuada de materia prima para obtener la relación molar requerida de litio, hierro y fósforo, y se sintetiza un nuevo fosfato de hierro y litio a través del método de estado sólido a alta temperatura. Según la estimación de costos, el reciclaje seco pirometalúrgico mejorado de las baterías de fosfato de hierro y litio puede lograr rentabilidad, pero el fosfato de hierro y litio recién preparado que utiliza este proceso de reciclaje tiene muchas impurezas y un rendimiento inestable.
Proceso de recuperación húmedo
La recuperación húmeda es principalmente para disolver los iones metálicos en la batería de fosfato de hierro y litio a través de soluciones ácidas y alcalinas, y luego extraer los iones metálicos disueltos en forma de óxidos, sales, etc. por precipitación, adsorción, etc. El proceso de reacción utiliza principalmente H2SO4 , NaOH, H2O2 y otros reactivos. El proceso de recuperación húmeda es simple, requiere pocos equipos y es adecuado para la producción a escala industrial. Es el más estudiado por los académicos y también la ruta de tratamiento principal para las baterías de iones de litio de desecho en China.
La recuperación húmeda de la batería de fosfato de hierro y litio depende principalmente de la recuperación del electrodo positivo. Cuando se utiliza un proceso húmedo para recuperar el cátodo de fosfato de hierro y litio, el primer paso es separar el colector de papel de aluminio de la sustancia activa del cátodo. Un método consiste en utilizar una solución alcalina para disolver y recoger el fluido, mientras que la sustancia activa no reacciona con la solución alcalina y puede obtenerse mediante filtración. El segundo método es disolver el aglutinante PVDF con un solvente orgánico para separar el material del cátodo de fosfato de hierro y litio del papel de aluminio. El papel de aluminio se reutiliza y la sustancia activa se puede tratar más. El solvente orgánico puede ser destilado para lograr su reciclaje. En comparación con los dos métodos, el segundo método es más seguro y respetuoso con el medio ambiente. Una forma de recuperar fosfato de hierro y litio del electrodo positivo es generar carbonato de litio. Este método de reciclaje tiene un costo más bajo y es adoptado por la mayoría de las empresas de reciclaje de fosfato de hierro y litio, pero el componente principal del fosfato de hierro y litio, el fosfato de hierro (con un contenido del 95 por ciento), no se recicla, lo que genera un desperdicio de recursos.
El método ideal de recuperación húmeda es convertir los materiales catódicos de fosfato ferroso de litio de desecho en sales de litio y fosfato de hierro, logrando la recuperación completa de elementos de Li, Fe y P. Para convertir el fosfato ferroso de litio en sales de litio y fosfato de hierro, el óxido ferroso debe ser se oxida a hierro trivalente, y el litio se lixivia mediante lixiviación ácida o alcalina. Algunos académicos usan la calcinación por oxidación para separar láminas de aluminio y fosfato de hierro y litio, que luego se lixivian y se separan con ácido sulfúrico para obtener fosfato de hierro crudo. Luego, la solución se precipita en carbonato de litio usando carbonato de sodio para eliminar las impurezas; El filtrado se evapora y cristaliza para obtener un producto de sulfato de sodio anhidro, que se vende como subproducto; El fosfato de hierro crudo se refina aún más para obtener fosfato de hierro de grado de batería, que se puede utilizar para la preparación de materiales de fosfato de hierro y litio. Este proceso ha estado ocurriendo durante muchos años.