臭氧從磷酸鐵鋰粉末中高選擇性綠色回收鋰離子

摘要:由于磷酸鐵鋰正極材料不含鋰以外的高價(jià)值金屬，因此在廢舊磷酸鐵鋰正極材料的回收利用中，需要在回收效率和經(jīng)濟(jì)效益之間取得平衡。在這里，我們描述了一種選擇性回收工藝，可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效的回收和可接受的鋰浸出率。通過調(diào)節(jié)酸濃度和氧化劑的用量，可以實(shí)現(xiàn)鋰離子的選擇性回收。鐵以磷酸鐵的形式保留在浸出渣中，易于回收利用。全面探討了酸濃度、酸用量、氧化劑用量、反應(yīng)溫度等因素對鋰、鐵浸出的影響，明確了選擇性浸出的機(jī)理。這種工藝大大降低了加工設(shè)備和化學(xué)品的成本。這增加了該工藝的潛在工業(yè)用途，并使未來廢舊磷酸鐵鋰正極材料的綠色高效回收成為可能。

2.1材料

主要元素含量（38.05wt%Fe和4.66wt%Li）的LFP粉末購自有限公司華為瑞科化工有限公司。HCl（36-38重量%）、NaOH和Na2CO3購自北京化工廠（中國北京）。使用有限公司通林科技有限公司提供的3S-T10臭氧發(fā)生器（中國北京）從純氧中生產(chǎn)所需濃度的臭氧。

2.2鋰的選擇性浸出

將粉末和HCl（共8g）放入250mL三頸燒瓶中，并向溶液中加入臭氧。

以氧氣為氣源，通過調(diào)節(jié)臭氧發(fā)生器的功率來調(diào)節(jié)輸出臭氧濃度，并由臭氧濃度分析儀（3S-J5000）進(jìn)行監(jiān)測。臭氧通過鈦合金曝氣頭（孔徑1-2μm）與浸出液充分接觸，反應(yīng)過程中的溫度由循環(huán)水機(jī)（SHBIII）控制。反應(yīng)在20°C下進(jìn)行60分鐘。

該實(shí)驗(yàn)使用臭氧設(shè)備型號為：3S-T10臭氧發(fā)生器與3S-J5000臭氧檢測儀。

摘自：Highly selective and green recovery of lithium ions from lithium iron phosphate powders with ozone

Research Article

Published: 05 March 2023

Volume 17, pages 749–758, (2023)