离心萃取机在废旧磷酸铁锂电池回收中的工艺流程详解

随着新能源汽车产业快速发展，废旧磷酸铁锂电池回收成为资源循环与绿色发展的关键。其含有的锂、铁、磷等有价元素极具回收价值，而离心萃取机凭借高速离心分离、传质效率高、分离稳定的优势，成为湿法回收工艺的核心设备，贯穿有价元素分离提纯全程。

整体工艺流程遵循“预处理—浸出—除杂—萃取—反萃取—资源化”核心路线，各环节衔接紧密，离心萃取机承担有价元素选择性分离提纯任务，运行参数直接影响回收效率与产品纯度，全程需严格控制反应条件。

第一步，预处理与浸出。废旧磷酸铁锂电池先经深度放电，避免拆解短路起火，再通过机械破碎、气流分选分离外壳、隔膜等，正极片经450-600℃惰性气氛热解去除粘结剂与电解液，分离铝箔后得到LiFePO₄活性粉末。将粉末投入浸出槽，以稀硫酸为体系、双氧水为助浸剂，60-80℃下定向浸出锂元素，Li⁺进入溶液，铁、磷初步以固体保留，锂浸出率控制在95%以上，固液分离后得到含杂混合浸出液，进入除杂工序。

第二步，浸出液除杂。混合浸出液中的铁、铝、钙等杂质会影响萃取效果，需先处理。调节pH值至1.5-2.0，使铁离子以FePO₄·2H₂O沉淀析出，过滤后加入除杂剂去除铝、钙等，最终得到锂浓度5-10g/L的净化浸出液，满足离心萃取机进料要求。

第三步，离心萃取提纯锂。将净化浸出液送入离心萃取机，以P507或TBP为萃取剂、煤油为稀释剂配制有机相，控制相比1:1、转速4000-6000rpm，利用超重力场使两相充分接触，锂离子依据分配系数差异转移至有机相，形成负载锂有机相，杂质留在萃余液中待回收铁、磷。采用3-5级逆流萃取串联，锂萃取率突破98%。

第四步，反萃取与萃取剂再生。负载锂有机相进入反萃段，加入稀硫酸作为反萃取剂，控制温度与转速，使锂离子转移至水相，形成锂浓度15g/L以上的反萃液，反萃率超98%。反萃后有机相经减压蒸馏再生，可循环使用200次以上，降低成本且环保。

第五步，后续资源化。高浓度含锂反萃液经蒸发浓缩、碳酸化沉淀，制备纯度≥99.5%的电池级碳酸锂；萃余液中的铁、磷进一步分离提纯，合成LiFePO₄前驱体，实现资源闭环回收。离心萃取机单级分离效率超95%，可缩短流程、减少萃取剂消耗，避免乳化问题。

需注意，离心萃取机稳定运行需严格控制进料浓度、相比等参数，避免萃取率下降；设备核心部件需耐强酸腐蚀，日常需定期检测维护。综上，离心萃取机通过“萃取—反萃”协同作用，实现锂元素高效分离提纯，为废旧磷酸铁锂电池规模化、绿色化回收提供技术支撑。