过程工程学报 ›› 2025, Vol. 25 ›› Issue (11): 1183-1194.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224349
罗枫1,2, 张盈1,2*, 郑诗礼1,2*, 张洋1,2, 王晓健1,2, 乔珊1,2
Feng LUO1,2, Ying ZHANG1,2*, Shili ZHENG1,2*, Yang ZHANG1,2, Xiaojian WANG1,2, Shan QIAO1,2
摘要: 从LiFePO4 (简称LFP)废粉中回收有价元素已成为当下重要的研究方向之一。在此过程中,高效回收该废粉中的有价元素面临一个关键挑战,即如何在含铁、铝、磷的酸性溶液中深度去除Al3+,以便于后续制备电池级磷酸铁。本研究参考LFP废粉硫酸全浸液的成分,配置了Na2SO4-Li2SO4-Al2(SO4)3溶液,并利用冰晶石沉淀法脱除Al3+。在对冰晶石沉淀除铝条件进行优化的基础上,深入阐明了多种类型冰晶石(如Na1.5Li1.5AlF6, Na2LiAlF6和Na3AlF6)的形成规律,尤其明确了溶液初始Na/Li摩尔比和初始Al3+浓度对冰晶石形成的影响机制,进而确定了各类冰晶石纯相的生成条件,为冰晶石沉淀法除铝提供了理论依据。将该方法应用于LFP废粉酸浸液中的Al3+深度脱除研究,结果表明,冰晶石沉淀除铝的最佳条件为:F/Al摩尔比为6.6、初始pH值为2.5、反应温度为50℃、反应时间为2 h。在上述条件下,当初始Na/Li摩尔比为1.50或2.00时,沉铝产物为Na1.5Li1.5AlF6冰晶石;当Na/Li摩尔比为3.00时,则形成Na3AlF6冰晶石。同时发现溶液中铁和磷的存在会抑制Na2LiAlF6的生成。利用冰晶石沉淀法,Al3+质量浓度可从0.50 g/L降至20 mg/L以下,并能在低锂损的同时生成Na3AlF6冰晶石。本研究为LFP废粉湿法回收过程中Al3+的低锂损深度选择性脱除提供了有效方法。