一种利用粗磷酸锂制备电池级磷酸铁和碳酸锂的方法

1.本发明涉及一种粗磷酸锂的回收方法，具体涉及一种利用粗磷酸锂制备电池级磷酸铁和碳酸锂的方法，属于锂资源回收技术领域。


背景技术：

2.在使用锂矿分解、废旧锂离子电池回收和盐湖卤水提锂沉淀碳酸锂后均会产生低浓度锂溶液。在工业生产过程中，对这部分低浓度锂溶液一般通过加入磷酸盐进行沉淀浓缩得到粗磷酸锂，通过这种方式得到的粗磷酸锂无法直接作为锂源进行下一步利用，原因存在两点：一方面，碳酸锂中含有大量的金属杂质离子(如mn、mg、ca、zn、al、ti、k、na等)，且各金属含量根据原料的差别而有较大差异性，另一方面，磷酸锂因存在稳定性较强的磷酸根而反应活性低下，故简单的分离提纯难以达到利用的目的，且碳酸锂渣中复杂的成分导致主成分与金属杂质离子的分离难度系数大。
3.工业规模粗磷酸锂精制过程：将粗磷酸锂溶于稀盐酸溶液中，加入含钙化合物(如氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙)进行转化反应，得到氯化锂母液和磷酸氢钙沉淀，固液分离逐级实现锂和磷回收。该工艺虽然回收了锂和磷，但工艺耗酸碱量大，且所涉过程剧烈放热，使得氯化氢气体溢出，操作条件极差。此外，由于钙的引入，导致后续氯化锂母液纯化除杂工艺成本增加，同时还会产生大量难以处理的低附加值磷酸氢钙渣。因此，当前粗磷酸锂利用主要集中在制备锂产品，如中国专利cn106586995a和中国专利cn108928839a，不仅锂回收率有望进一步提高，且回收锂过程产生的副产物存在潜在的环境风险。如中国专利cn109264748b公开了从粗品磷酸锂回收锂磷制备电池级碳酸锂和磷酸铁的工艺，其具体包含粗磷酸锂浆化、制备磷酸铁和制备碳酸锂等过程，尽管在此专利技术中综合考虑了回收磷和锂，但是，存在以下几点不足：(1)磷酸锂浆化过程未充分考虑难溶性和不溶性杂质；(2)粗磷酸锂中含有一定量的al，基于磷酸铝(k
sp
＝9.84
×
10
～21
)和水合磷酸铁(k
sp
＝1.30
×
10
～22
)的化学结构相似，水合磷酸铁合成过程中势必伴随着磷酸铝的共沉淀，仅通过调控搅拌速度以达到分离杂质铝的目的，显然是难以实现的；(3)采用三价铁源和ph＝2～3条件下合成水合磷酸铁的含水率将大大增高，导致大部分锂只能从洗水中回收，而洗水锂含量较低，增加了后续锂回收成本和回收难度，经济性降低；此外，水合磷酸铁的过滤性能较差。中国专利cn110342483a存在类似问题(ph＝1.8～3.0)。此外，中国专利cn113802017a公开了一种萃取法分离回收废旧磷酸铁锂电池正极材料酸浸出液中铝的方法，通过含有长链烷基膦酸萃取剂的有机相萃取li-fe-p-al体系中的铝，得到了较好的分离效果，但该专利技术适用的溶液体系铝浓度范围0.5～12.8g/l，锂离子浓度3.1～15.7g/l，即li/al摩尔比0.95～120；且其采用皂化后的p204对li
+
具有一定的萃取能力，粗磷酸锂中，铝含量一般为0.05％～0.4％，锂含量15.0～17.0％，li/al摩尔比140～1330，对于高li/al摩尔比的溶液体系，用皂化后的p204萃取分离铝过程中会有10％以上锂会被萃取，损失量较大，虽然萃取的锂可以通过反萃后再进行回收，但会降低溶液中锂浓度，不利于后续的沉锂工艺。


技术实现要素：

4.针对现有技术中对粗磷酸锂资源化利用技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种利用粗磷酸锂制备电池级磷酸铁和碳酸锂的方法，该方法能够综合回收粗磷酸锂中的磷和锂，并同时获得电池级磷酸铁和碳酸锂，且操作简单，流程短，成本低，有利于大规模生产。
5.为了实现上述技术目的，本发明提供了一种利用粗磷酸锂制备电池级磷酸铁和碳酸锂的方法，该方法包括以下步骤：
6.1)将粗磷酸锂依次经过研磨、溶解和过滤，得到粗磷酸锂溶液；
7.2)将粗磷酸锂溶液调整ph至0.1～3.0，以含造化率为60～80％的p204的有机相对粗磷酸锂溶液进行萃取分离al
3+
和ca
2+
，得到萃余液；
8.3)将萃余液进行ph及p/fe
2+
摩尔比调整后，进行氧化和沉淀磷，得到水合磷酸铁和沉磷后液，水合磷酸铁经过烘干，即得电池级磷酸铁；
9.4)将沉磷后液进行深度除杂，得到富锂净化液；
10.5)将富锂净化液通过碳酸盐沉淀锂，得到粗碳酸锂，所述粗碳酸锂经过氢化法提纯，得到电池级碳酸锂。
11.本发明技术方案通过溶解、萃取除杂、铁盐沉磷、中和深度除杂和碳酸盐沉淀等工艺的完美结合，可高效分离和回收粗磷酸锂中的磷、锂等有用组分，避免铝离子和钙离子等杂质对产品纯度的影响，且获得高附加值的高纯磷酸铁和碳酸锂产品，实现了粗磷酸锂的综合利用。更具体来说，本发明技术方案的关键是在于在高li/al(140～1330)、li/ca摩尔比且al、ca浓度较小(0.5g/l以下)的磷酸盐溶液体系中通过萃取法实现铝离子和钙离子的选择性分离，在li/al、li/ca摩尔比较高时，萃取剂p204对铝离子和钙离子的萃取选择性会降低，造成大量的锂离子也进入萃取有机相，会降低磷酸锂溶液中锂离子的浓度，同时需要后续额外流程回收锂离子，而通过协同控制水相ph、萃取剂皂化率等条件，可实现p204对磷酸盐体系中铝离子、钙离子的高选择性萃取，将磷酸盐体系中铝离子和钙离子浓度分别由0.1～0.5g/l和0.2～0.5g/l均降低至10mg/l以下，萃余液中铝离子和钙离子残留量低，从而最终磷酸铁产品中的铝含量低于5ppm，碳酸锂产品中的钙含量低于50ppm；而将磷酸盐体系中锂离子浓度保持在20～35g/l，锂几乎没有损失，除杂效果好且稳定。本发明技术方案将铝离子和钙离子两种关键杂质金属离子脱除，且避免了锂离子的损失，有利于后续获得更高纯度的电池级磷酸铁产品和碳酸锂产品，同时提高了锂回收效率和简化了锂回收流程。
12.作为一个优选的方案，所述粗磷酸锂溶液的浓度为0.1～0.5g/ml。粗磷酸锂溶液的浓度进一步优选为0.25～0.35g/ml。如果粗磷酸锂溶液的浓度偏高，不利于金属杂质的去除，如果粗磷酸锂溶液的浓度偏低，而最终获得的锂离子溶液的浓度偏低，不利于沉淀回收。
13.作为一个优选的方案，所述粗磷酸锂溶液调整ph至1.2～2.7。在优选的ph条件下p204萃取剂对al
3+
和ca
2+
与li
+
的萃取能力相差更大，更有利于al
3+
和ca
2+
的萃取分离。进一步优选ph调节至1.9～2.5。
14.作为一个优选的方案，所述萃取法分离al
3+
和ca
2+
过程中，p204在有机相中的体积浓度为10～45％，油水相比为1:9～8:1(体积比)，油水相比进一步优选为1：1；温度为10～
40℃，萃取时间为2～40min。温度进一步优选为30～40℃，萃取时间进一步优选为5～15min。有机相中稀释剂为煤油。萃取剂在有机相中的体积浓度进一步优选为25～35％。在严格控制粗磷酸锂溶液ph的条件下，采用优选的萃取条件，可以实现其中al
3+
和ca
2+
的高效萃取分离，减少锂离子的损失。作为一个优选的方案，所述萃取剂p204的皂化率为60％-80。在优选的皂化率条件下p204对铝的萃取能力更强，同时对锂的萃取量低。所述p204的皂化率进一步优选为70％～80％，如果p204的皂化率过低，则对al
3+
和ca
2+
的去除效果较差，如果p204的皂化率过高，则对li
+
的萃取能力增强，会造成锂离子的夹带而损失，因此在优选的皂化率条件下p204对铝离子和钙离子的萃取能力更强，同时对锂离子的萃取量低。
15.作为一个优选的方案，所述萃余液的ph调整至0.2～1.5，p/fe
2+
摩尔比调整至0.95～1.2。磷/铁摩尔比进一步优选调整至1.0～1.1。ph进一步优选调整至0.6～0.9。调整p/fe
2+
摩尔比采用的铁源为包含亚铁离子的溶液，如硫酸亚铁溶液，钛白副产硫酸亚铁溶液，单质铁的酸溶液，氯化亚铁溶液、硝酸亚铁溶液。进一步优选，硫酸亚铁溶液，单质铁的硫酸溶液，钛白副产硫酸亚铁等硫酸亚铁盐。
16.作为一个优选的方案，所述氧化的过程中，加入理论量1～1.3倍的氧化剂，所述氧化剂包括过氧化氢、硫代硫酸盐、过氧酸根盐、臭氧、氧气、空气中至少一种。氧化剂的理论量是以氧化亚铁离子至铁离子的化学计量(摩尔量)计算。氧化剂的加入量为理论量的1.05～1.2倍。进一步优选的氧化剂为过氧化氢、过氧酸根盐。
17.作为一个优选的方案，所述沉淀磷的过程中，在80～110℃温度下，反应2～21h。在沉淀磷的过程中通过对初始ph和反应温度来协同控制磷酸铁成核过程，可有效避开mn
2+
、mg
2+
等二价金属离子进入磷酸铁晶格中，还可控制磷酸铁产品具有较低的含水率，同时生成的水合磷酸铁结晶度高，避免水合磷酸铁包含更多的游离水而导致锂离子夹带。温度进一步优选为90～100℃，时间进一步优选为6.0～10.0h。
18.作为一个优选的方案，所述深度除杂的过程中，调节沉磷后液的ph至11～13，在60～100℃温度下，反应0.5～3.0h。沉磷后液经过深度净除杂，利用水解方式可以实现al
3+
、fe
3+
、mg
2+
、mn
2+
、po
43～
等杂质的高效去除。沉磷后液的ph进一步优选为调节至11.5～12。温度进一步优选为85～95℃温度下，反应时间进一步优选为1.5～2.0h。调节ph采用氢氧化钠、氨水、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸氢钠中至少一种。进一步优选为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂等强碱性物质。
19.作为一个优选的方案，所述沉淀锂的过程中，加入理论量1～2倍碳酸盐，在80～100℃下反应0.5～3h沉锂。碳酸盐理论量以将锂离子全部转化成碳酸锂所需碳酸盐的摩尔量计量。碳酸盐用量进一步优选为理论量的1.1～1.5倍。反应温度进一步优选为90～100℃。反应时间进一步优选为0.5～1.5h；
20.作为一个优选的方案，所述氢化法提纯的过程中，固液比为1：22～40，co2流速1～3l/min，分解温度为80～100℃。固液比进一步优选为1：22～30。co2流速进一步优选为1～2l/min。分解温度进一步优选为90～100℃。
21.本发明利用粗磷酸锂制备电池级磷酸铁和碳酸锂的方法，包括以下具体步骤：
22.(1)将粗磷酸锂按照液固比为(3～8)ml:1g加入去离子水，然后调节溶液ph至0.1～3.0，过滤分离，即得粗磷酸锂溶液；
23.(2)粗磷酸锂溶液中铝、钙离子浓度过高，以含p204的有机相对粗磷酸锂溶液进行
萃取分离，使用20％的naoh溶液对p204进行皂化，皂化率为60％～80％，p204在有机相中的体积浓度为10～45％，煤油为稀释剂，油水相比为1:9至8:1，调节水相ph为1.2～2.7，在10～40℃下萃取2～40min，静置分相得到萃余液，萃余液即为除铝、钙溶液；
24.(3)按照p/fe摩尔比0.95～1.2补加铁源至萃余液，调节溶液ph值0.2～1.5，氧化剂理论用量以氧化亚铁离子至铁离子化学剂量计算，具体用量为理论用量的1.0～1.3倍，反应温度80～110℃，反应时间2～21h，待反应完成后，过滤洗涤，滤饼经烘干后为电池级磷酸铁，滤液即为沉磷后液；
25.(4)往沉磷后液加ph调节剂调节溶液ph至11～13，反应温度60～100℃，反应时间0.5～3.0h，过滤，滤液即为富锂溶液；
26.(5)加理论用量1.0～2.0倍的碳酸盐至富锂溶液，于80～100℃下反应0.5～3h沉锂，过滤，滤饼为碳酸锂，滤饼烘干后，在固液质量比1：22～40，co2流速1～3l/min，分解温度80～100℃条件下对初级碳酸锂进行提纯，提纯后即为电池级碳酸锂。
27.相对现有技术，本发明的技术带来的有益效果：
28.1.本发明利用粗磷酸锂制备电池级磷酸铁和碳酸锂的方法采用的是全湿法工艺，不需对渣进行焙烧或压煮等处理，生产过程能耗低且不会造成废气排放等问题；
29.2.本发明利用粗磷酸锂制备电池级磷酸铁和碳酸锂的方法中通过控制ph条件和p204萃取剂的皂化率可以实现很高li
+
/al
3+
和l
+
/ca
2+
的粗磷酸锂溶液中al
3+
和ca
2+
萃取分离，不仅可以实现对杂质al
3+
、ca
2+
的深度去除，且几乎不会对溶液中的锂进行萃取；
30.3.本发明利用粗磷酸锂制备电池级磷酸铁和碳酸锂的方法中优选在高酸条件下选择性回收其中的磷酸根，不仅可实现磷酸根与锂的有效分离，还实现了磷酸根的高值利用，也不会造成锂的损失，为磷的利用提供有效的解决方案。
31.4.本发明利用粗磷酸锂制备电池级磷酸铁和碳酸锂的方法中能够综合高效回收粗磷酸锂中的磷和锂，并同时获得具有高附加值的电池级磷酸铁和碳酸锂，可达到粗磷酸锂的增值利用的目的。
附图说明
32.图1为粗磷酸锂制备电池级磷酸铁和碳酸锂的工艺流程图。
具体实施方式
33.以下具体实施例中旨在进一步说明本发明内容，而不是限制权利要求的保护范围。
34.表1粗磷酸锂的元素组成
[0035][0036]
实施例1
[0037]
首先，称取100g粗磷酸锂加入450ml纯水，加入9mol/l的硫酸至溶液清澈透明(ph
＝2.0)，过滤得粗磷酸锂溶液，溶液中al
3+
浓度为0.3g/l、ca
2+
浓度为0.2g/l。以体积浓度30％p204+70％煤油为萃取剂、p204皂化率为70％、o/a＝1:1、萃取温度25℃、萃取时间15min的条件下对磷酸锂溶液进行萃取，反应后静置分层后分相得萃余液，检测得萃余液al
3+
浓度为0.03g/l，ca
2+
浓度为2mg/l。再加入feso4·
7h2o于萃余液，亚铁离子和磷酸根的比为1.1:1，加入9mol/l的硫酸调节混合溶液ph为0.7，缓慢滴加氧化亚铁离子所需1.2倍用量的过氧化氢溶液，待亚铁离子完全氧化为铁离子后，再移入油浴锅中95℃恒温反应7h，反应完毕，真空抽滤，滤液为沉磷后液，滤饼经水洗、烘干即得水合磷酸铁产品，振实密度为0.69g/cm-3
，磷的收率为98.82％，锂损失＜0.2％。洗水返回配酸溶解粗磷酸锂使用。
[0038]
沉磷后液加入naoh固体调节ph至11.5，反应2h后过滤，滤液为富锂溶液。加入沉锂所需1.2倍用量的na2co3固体，95℃恒温反应1h进行固液分离，固体烘干后按固液比1：22、co2流速1l/min，分解温度90℃进行氢化法提纯，提纯后的固体水洗烘干，得到电池级碳酸锂。氢化法的母液用于下一次氢化法溶解碳酸锂使用。
[0039]
实施例2
[0040]
首先，称取100g粗磷酸锂加入350ml纯水，加入9mol/l的硫酸至溶液清澈透明(ph＝2.2)，过滤得粗磷酸锂溶液，溶液中al
3+
浓度为0.3g/l、ca
2+
浓度为0.3g/l。然后，以体积浓度35％p204+65％煤油为萃取剂、p204皂化率为75％、o/a＝1:1、萃取温度25℃、萃取时间15min的条件下对粗磷酸锂溶液进行萃取，静置分层后分相得萃余液，检测得萃余液al
3+
浓度为0.04g/l，ca
2+
浓度为5mg/l。再加入钛白副产硫酸亚铁溶液至萃余液，亚铁离子和磷酸根的比为1.01:1，加入9mol/l的硫酸调节混合溶液ph为0.8，缓慢滴加氧化亚铁离子理论量1.2倍的硫代硫酸钠溶液，待亚铁离子完全氧化成铁离子，再移入油浴锅中95℃恒温反应7h，反应完毕，真空抽滤，滤液为沉磷后液，滤饼经水洗、烘干即得水合磷酸铁产品，振实密度为0.71g/cm-3
，磷的收率为99.01％，锂损失＜0.2％。洗水返回配酸溶解粗磷酸锂使用。
[0041]
沉磷后液加入naoh固体调节ph至12，反应2h后过滤，滤液为富锂溶液。添加1.2倍用量的na2co3固体，95℃恒温反应1h进行固液分离，固体烘干后按固液比1：22、co2流速1l/min，分解温度95℃进行氢化法提纯，提纯后的固体水洗烘干，得到电池级碳酸锂。氢化法的母液用于下一次氢化法溶解碳酸锂使用。
[0042]
实施例3
[0043]
首先，称取100g粗磷酸锂加入350ml纯水，加入9mol/l的硫酸至溶液清澈透明(ph＝2.0)，过滤得粗磷酸锂溶液，溶液中al
3+
浓度为0.3g/l，ca
2+
浓度为0.3g/l。然后，以体积浓度40％p204+60％煤油为萃取剂、p204皂化率为80％、o/a＝1:1，萃取温度35℃，萃取时间20min进行萃取反应，反应后静置分层后分相得萃余液，萃余液中al
3+
浓度为0.02g/l，ca
2+
浓度为8mg/l。萃余液中加入单质铁的硫酸溶液，亚铁离子和磷酸根的比为1.1:1，加入9mol/l的硫酸调节混合溶液ph为0.8，缓慢滴加氧化亚铁离子所需1.2倍用量的过氧酸钠溶液，待亚铁离子完全氧化成铁离子，移入100℃油浴锅恒温反应7h，反应完毕，真空抽滤，滤液为沉磷后液，滤饼经水洗、烘干即得水合磷酸铁产品，振实密度为0.71g/cm-3
，磷的收率为98.54％，锂损失＜0.2％。洗水返回配酸溶解粗磷酸锂使用。
[0044]
沉磷后液加入naoh固体调节ph至12，反应2h后过滤，滤液为富锂溶液。加入沉锂所需理论量的1.3倍的na2co3固体，100℃恒温反应1h进行固液分离，固体烘干后按固液比1:25、co2流速1.5l/min，分解温度95℃进行氢化法提纯，提纯后的固体水洗烘干，得到电池级
碳酸锂。氢化法的母液用于下一次氢化法溶解碳酸锂使用。
[0045]
对比例1
[0046]
除沉磷温度为70℃，其余条件和过程均与案例1相同，实验结果为：水合磷酸铁产品收率仅为70.3％，锂损失0.1％，且振实密度仅为0.45g/cm3，远低于国标0.6g/cm3。因磷酸铁反应的活化能高，反应速率受温度的影响十分大，温度低时反应速率低，因此反应不完全。
[0047]
对比例2
[0048]
除磷酸铁制备初始ph为2.5，其余条件和过程均与案例2相同，实验结果为：反应中途溶液变成浆糊，磷酸铁产品中al含量高达0.04％，超国标上限0.03％，且磷酸铁含水率达到60％，难以过滤，基本无滤液，无法进行下一步提锂。ph是影响磷酸铁制备一个关键因素，溶液中的酸性越低，磷酸铁的反应速度越快，且al
3+
和fe
3+
的性质相似，也易和磷酸根反应生成沉淀。当溶液中的ph环境为2.5时，磷酸铁的生成速度是极快的，生成沉淀将杂质包裹进去，al
3+
此时也迅速生成沉淀，造成磷酸铁产品杂质含量过高不合格。因磷酸铁的反应速度快，生成的磷酸铁颗粒小，吸水性强，致使磷酸铁含水率高，溶液难以过滤。
[0049]
对比例3
[0050]
除制备磷酸铁前未经萃取除al、ca，其余条件和过程均与案例3相同，实验结果为：产品水合磷酸铁中al含量0.07％，超出国标上限，磷回收收率为98.62％。碳酸锂产品中钙含量0.15％，不符合电池级碳酸锂标准。因为氢氧化钙微溶于水，无法通过简单的调控ph来深度除ca
2+
，且ca
2+
与li
+
的性质极为相似，且优先于li和碳酸根反应，碳酸钙在水中的溶解度极低，因此，即使溶液中微量的钙离子，也会与溶液中的碳酸根反应降低碳酸锂产品的纯度。
[0051]
对比例4
[0052]
除萃取剂的皂化率为100％，其余条件和过程均与案例1相同，实验结果为：虽然萃取液中al
3+
浓度降低至2mg//l，但溶液乳化现象严重，分相困难。30％的锂被萃取，锂损失严重＞30％，溶液中锂浓度从30g/l降至18g/l。因为p204在皂化后h
+
被na
+
所取代，而溶液中的杂质离子含量低，当杂质离子被萃取完后，皂化后的p204仍有相当大的萃取能力，而li
+
与p204的结合能力要强于na
+
，加之溶液中的li浓度高，＞30g/l，因此皂化后的p204继续与li
+
进行萃取反应，使溶液中的部分li被萃取，大幅降低了溶液中的li浓度，对后续沉锂反应造成不利影响。
[0053]
对比例5
[0054]
除萃取剂的皂化率为50％，其余条件和过程均与案例1相同，实验结果为：萃余液中al浓度为0.2g/l，仅萃取了33％的al，萃余液按上述案例1的条件制备磷酸铁，产品中的al含量为0.07％，产品杂质al含量不合格。
[0055]
对比例6
[0056]
除沉磷后液调ph除杂ph设置为9.0外，其余条件和过程均与案例一相同，实验结果为：经提纯的碳酸锂杂质含量镁＞0.05％，未达到电池级碳酸锂要求。因mg
2+
与li
+
的性质极为相似，且优先于li和碳酸根反应，碳酸镁在水中的溶解度极低，因此，即使溶液中微量的镁离子，也会与溶液中的碳酸根反应降低碳酸锂产品的纯度。
[0057]
表2水合磷酸铁成分分析
[0058][0059]
表3：电池用碳酸锂成分含量
[0060]
[0061][0062]
由表2可知，该方法制备的碳酸锂符合标准，杂质含量更低，纯度更高，得到的碳酸锂产品纯度＞99.5％，该方法制备的碳酸锂可直接作为电池用碳酸锂。

技术特征：
1.一种利用粗磷酸锂制备电池级磷酸铁和碳酸锂的方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将粗磷酸锂依次经过研磨、溶解和过滤，得到粗磷酸锂溶液；2)将粗磷酸锂溶液调整ph至0.1～3.0，以含皂化率为60～80％的p204的有机相对粗磷酸锂溶液进行萃取分离al
3+
和ca
2+
，得到萃余液；3)将萃余液进行ph及p/fe
2+
摩尔比调整后，进行氧化和沉淀磷，得到水合磷酸铁和沉磷后液，水合磷酸铁经过烘干，即得电池级磷酸铁；4)将沉磷后液进行深度除杂，得到富锂净化液；5)将富锂净化液通过碳酸盐沉淀锂，得到粗碳酸锂，所述粗碳酸锂经过氢化法提纯，得到电池级碳酸锂。2.根据权利要求1所述的一种利用粗磷酸锂制备电池级磷酸铁和碳酸锂的方法，其特征在于：所述粗磷酸锂溶液的浓度为0.1～0.5g/ml。3.根据权利要求1所述的一种利用粗磷酸锂制备电池级磷酸铁和碳酸锂的方法，其特征在于：所述粗磷酸锂溶液调整ph至1.2～2.7。4.根据权利要求1、2或3所述的一种利用粗磷酸锂制备电池级磷酸铁和碳酸锂的方法，其特征在于：所述萃取分离al
3+
和ca
2+
过程中，p204在有机相中的体积浓度为10～45％，油水相比为1:9～8:1，温度为10～40℃，萃取时间为2～40min。5.根据权利要求1所述的一种利用粗磷酸锂制备电池级磷酸铁和碳酸锂的方法，其特征在于：所述萃余液的ph调整至0.2～1.5，p/fe
2+
摩尔比调整至0.95～1.2。6.根据权利要求1所述的一种利用粗磷酸锂制备电池级磷酸铁和碳酸锂的方法，其特征在于：所述氧化的过程中，加入理论量1～1.3倍的氧化剂，所述氧化剂包括过氧化氢、硫代硫酸盐、过氧酸根盐、臭氧、氧气、空气中至少一种。7.根据权利要求1所述的一种利用粗磷酸锂制备电池级磷酸铁和碳酸锂的方法，其特征在于：所述沉淀磷的过程中，在80～110℃温度下，反应2～21h。8.根据权利要求1所述的一种利用粗磷酸锂制备电池级磷酸铁和碳酸锂的方法，其特征在于：所述深度除杂的过程中，调节沉磷后液的ph至11～13，在60～100℃温度下，反应0.5～3.0h。9.根据权利要求1所述的一种利用粗磷酸锂制备电池级磷酸铁和碳酸锂的方法，其特征在于：所述沉淀锂的过程中，加入理论量1～2倍碳酸盐，在80～100℃下反应0.5～3h。10.根据权利要求1所述的一种利用粗磷酸锂制备电池级磷酸铁和碳酸锂的方法，其特征在于：所述氢化法提纯的过程中，固液质量比为1:22～40，co2流速1～3l/min，分解温度为80～100℃。

技术总结
本发明公开了一种利用粗磷酸锂制备电池级磷酸铁和碳酸锂的方法。该方法是将粗磷酸锂依次经过研磨、溶解和过滤，得到粗磷酸锂溶液；粗磷酸锂溶液通过萃取法分离Al


技术研发人员：陈伟 彭长宏 周康根 张国鹏 江洋 邓景焜
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：2023.04.20
技术公布日：2023/7/12