En las baterías de fosfato de hierro y litio retiradas, las baterías que no tienen el valor de utilización por pasos y las baterías después de la utilización por pasos eventualmente serán desmanteladas y recicladas. 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 añadido del producto de recuperación es bajo, por lo que es necesario desarrollar una ruta de recuperación de bajo coste. Hay dos métodos principales de recuperación: método de fuego y método húmedo.
Proceso de recuperación de incendios
El método tradicional de recuperación de incendios consiste en incinerar los electrodos a alta temperatura, quemando el carbono y la materia orgánica de los fragmentos de los electrodos. Las cenizas restantes que no pueden quemarse finalmente se tamizan para producir materiales en polvo fino que contienen metales y óxidos metálicos. El proceso es simple, pero el proceso de tratamiento es largo y la recuperación integral de metales valiosos es baja. La tecnología mejorada de recuperación de incendios consiste en eliminar el aglutinante orgánico mediante calcinación, separar el polvo de fosfato de hierro y litio de la lámina de papel de aluminio para obtener material de fosfato de hierro y litio y luego agregar materias primas apropiadas para obtener la proporción molar requerida de litio, hierro y fósforo, y sintetizar nuevo fosfato de hierro y litio mediante el método de fase sólida a alta temperatura. Según el cálculo de costos, la batería de fosfato de litio y hierro residual se puede reciclar mediante el método mejorado de fuego y secado, pero el nuevo fosfato de litio y hierro preparado mediante este proceso de recuperación tiene muchas impurezas y un rendimiento inestable.
Proceso de recuperación húmeda
La recuperación húmeda se realiza principalmente a través de soluciones ácidas y alcalinas para disolver iones metálicos en baterías de fosfato de hierro y litio, además se utiliza precipitación, adsorción y otras formas de extraer los iones metálicos disueltos en forma de óxidos, sales y otras formas, la mayor parte del proceso de reacción utiliza H2SO4, NaOH, H2O2 y otros reactivos. El proceso de recuperación húmeda es simple, los requisitos de equipo no son altos, adecuado para la producción industrial a gran escala, es el más estudiado por los académicos y también es la ruta principal de tratamiento de baterías de iones de litio residuales en China.
La recuperación de la batería de fosfato de hierro y litio se realiza principalmente por electrodo positivo. Al recuperar el electrodo positivo de fosfato de hierro y litio mediante un proceso húmedo, primero se debe separar el colector de papel de aluminio de la sustancia activa del electrodo positivo. Uno de los métodos consiste en utilizar una solución de lejía para disolver la acumulación de líquido, y la sustancia activa no reacciona con la lejía, se puede filtrar para obtener la sustancia activa. El segundo método consiste en utilizar un disolvente orgánico para disolver el aglutinante PVDF, de modo que el material del ánodo de fosfato de hierro y litio se separe del papel de aluminio, el papel de aluminio se reutiliza, las sustancias activas se pueden tratar posteriormente y el disolvente orgánico se puede tratar mediante destilación para lograr su reciclaje. En comparación con los dos métodos, el segundo método es más seguro para el medio ambiente. La recuperación de fosfato de hierro y litio en el electrodo positivo es la formación de carbonato de litio. Este método de recuperación tiene un bajo costo 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 (95%) no se ha reciclado, lo que resulta en un desperdicio de recursos.
El método ideal de recuperación húmeda es convertir el material residual del cátodo de fosfato ferroso de litio en sal de litio y fosfato de hierro para lograr la recuperación de Li, Fe y P. Si el fosfato ferroso de litio quiere convertirse en sal de litio y fosfato de hierro, es necesario oxidar el fosfato ferroso de litio. al hierro trivalente y utilizar lixiviación ácida o alcalina para lixiviar litio. Algunos estudiosos separaron láminas de aluminio y fosfato de hierro y litio mediante calcinación por oxidación, y luego obtuvieron fosfato de hierro bruto mediante lixiviación y separación con ácido sulfúrico. Se usó carbonato de sodio para precipitar el carbonato de litio en la eliminación de la solución. Cristalización por evaporación del filtrado para obtener productos de sulfato de sodio anhidro vendidos como subproductos; El fosfato de hierro crudo se refina aún más para obtener fosfato de hierro apto para baterías, que puede usarse en la preparación de materiales de fosfato de hierro y litio. La tecnología ha sido relativamente madura después de años de investigación.
