磷酸盐选择性沉淀法从废旧磷酸铁锂浸出液中除铝及电池级磷酸铁与碳酸锂的梯级回收

本文提出了一种基于磷酸盐选择性沉淀的清洁高效方法，用于从废旧LFP（锂铁磷酸盐）电池酸浸液中去除Al(III)杂质，并实现电池级FePO4和Li2CO3的梯级回收。研究通过热力学分析-参数优化-机理验证策略，阐明Fe(II)-Al(III)-H3PO4-H2O体系中铝的选择性沉淀机制（活化能60.12 kJ/mol），铝去除率达95.7%，最终产物符合电池级标准。该工作为LFP电池产业的可持续资源循环提供了可规模化应用的技术方案。

　　

Highlight

本研究创新性地提出磷酸盐选择性沉淀策略，通过精准调控Fe(II)-Al(III)-H₃PO₄-H₂O体系的反应动力学（符合Johnson-Mehl-Avrami模型），实现铝杂质"靶向清除"。就像在分子迷宫中找到专属钥匙，AlPO₄·xH₂O沉淀物的形成效率高达95.7%，而铁损失控制在11.3%。

Thermodynamic feasibility analysis

热力学模拟揭示有趣现象：当pH值在2.0-3.5区间时，AlPO₄的溶解度积（Ksp=7.94×10^?21）比Fe₃(PO₄)₂低5个数量级，这就像为铝离子设置了"分子陷阱"。通过HSC软件绘制的Eh-pH图显示，维持Fe²⁺状态是实现选择性分离的关键密码。

Conclusions

这项技术成功打通了从"黑粉"到高端材料的升级之路：回收的FePO₄纯度达99.2%（堪比市售电池级产品），再生LFP/C在0.5C倍率下首周放电比容量达152.3 mAh/g。中试实验证实该工艺就像精密的分子流水线，每处理1吨废料可创造$1280的经济效益，为锂电循环产业提供了"绿色炼金术"新范式。