CN101058536A - 超微细草酸亚铁的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超微细草酸亚铁的制备方法。工艺特征在于选用合适的助剂对草酸溶液和硫酸亚铁溶液进行预处理，反应过程中控制好加料时间和反应温度，待草酸和硫酸亚铁充分反应后，将反应物料进行固液分离、洗涤、烘干，得到粒径为0.1－4.0μ的超微细草酸亚铁产品。本发明可广泛用于陶瓷、玻璃、感光材料、新型电池材料的制备，尤其是用于锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂的生产。

Description

超微细草酸亚铁的制备方法

技术领域

本发明涉及制备超微细草酸亚铁的技术领域。

背景技术

草酸亚铁作为一种化工原料，可用于陶瓷、玻璃、新型电池材料、感光材料的生产。在新型电池材料中，锂离子电池作为一种绿色电池，不仅在各种便携式电子产品和通讯工具中得到广泛的应用，也是各国大力研究的电动汽车、空间电源的首选配套电源。先进的电池材料尤其是正极材料构成了目前锂离子电池更新换代的核心技术，是锂离子电池的关键技术之一。橄榄石型结构的磷酸亚铁锂以其价格便宜、理论比容量和理论比能量较高、热稳定性好、无吸湿性、对环境友好等优点，可望成为新一代首选的可代替钴酸锂的锂离子二次电池正极材料。而草酸亚铁作为合成锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂的原材料，引起人们的高度关注，但其纯度的高低和粒径的大小对合成的磷酸亚铁锂性能影响非常大。这主要是因为Fe²⁺易被氧化，生成的Fe³⁺使磷酸亚铁锂的电化学容量下降，而且粒径粗大的固体结晶在合成磷酸亚铁锂的固相反应过程中难于和其它反应物混合均匀，使制得的磷酸亚铁锂材料颗粒大，导电性能差。为了获得导电性能良好的磷酸亚铁锂材料，就必须要求原材料草酸亚铁的纯度高，而且粒径细。目前市场上销售的草酸亚铁粒径都在10μ～20μ之间，纯度在98.5％左右，无法满足磷酸亚铁锂生产的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种超微细草酸亚铁的制备方法。本发明的技术特征是先将固体硫酸亚铁和草酸分别用水溶解，净化，配制成浓度为10～30％的硫酸亚铁水溶液和草酸水溶液，然后用助剂对硫酸亚铁水溶液或草酸水溶液进行预处理，处理后的溶液浓度为10～30％。在搅拌条件下将处理后的草酸溶液往硫酸亚铁溶液中滴加。控制好草酸溶液的加料时间在5～60分钟，反应温度控制在10～60℃之间，加料完成后继续保温反应10～60分钟，使草酸和硫酸亚铁反应完全。待物料充分反应后，将反应物料进行固液分离，洗涤，烘干，得到粒径为0.1μ～4.0μ、纯度大于99％的超微细草酸亚铁产品。

本发明在硫酸亚铁水溶液或草酸水溶液的预处理过程中使用的助剂是下列物质中的一种或两种：

(1)丙醇

(2)乙醇

(3)甲醇

(4)氨水。

本发明工艺简单，利用工业废渣硫酸亚铁作为原材料，符合国家大力发展循环经济的政策，而且制得的超微细草酸亚铁，粒径在0.1μ～4.0μ之间，纯度大于99％，完全能满足合成锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂生产的要求。

具体实施方式

实施例1：

将140gFeSO₄.7H₂O用450ml水溶解，配置成溶液，备用。将65g草酸用200ml水溶解，然后再加400ml乙醇，搅拌混合均匀，备用。在搅拌条件下将草酸溶液往硫酸亚铁水溶液中滴加，加料时间为30分钟，反应温度为40℃，加料完成后继续保温反应30分钟，生成淡黄色草酸亚铁结晶，然后将物料过滤，洗涤，烘干制得超微细草酸亚铁产品，产品平均粒径为3.0μ，含量为99.31％。

实施例2：

将140gFeSO₄.7H₂O用250ml水溶解，配制成水溶液，备用。将65g草酸用200ml水溶解，然后再加400ml丙醇，搅拌混合均匀，备用。在搅拌条件下将草酸溶液往硫酸亚铁水溶液中滴加生成淡黄色草酸亚铁结晶，加料时间为5分钟，反应温度为40℃，加料完成后继续保温反应60分钟。然后将物料过滤，洗涤，烘干得超微细草酸亚铁产品，产品平均粒径为0.1μ，含量为99.25％。

实施例3：

将140gFeSO₄.7H₂O用150ml水溶解，配制成水溶液，备用。将65g草酸用150ml水溶解，然后再加400ml乙醇，搅拌混合均匀，备用。在搅拌条件下将草酸溶液往硫酸亚铁溶液中滴加生成淡黄色草酸亚铁结晶，加料时间为40分钟，反应温度为10℃，加料完成后继续保温反应50分钟。然后将物料过滤，洗涤，烘干得超微细草酸亚铁产品，产品平均粒径为0.2μ，含量为99.35％。

实施例4：

将140gFeSO₄.7H₂O用250ml水溶解，配制成水溶液，备用。将65g草酸用150ml水溶解，然后再加400ml乙醇和50ml甲醇，搅拌混合均匀，备用。在搅拌条件下将草酸溶液往硫酸亚铁水溶液中滴加生成淡黄色草酸亚铁结晶，加料时间为10分钟，反应温度为60℃，加料完成后继续保温反应10分钟。然后将物料过滤，洗涤，烘干得草酸亚铁产品，产品平均粒径为4.0μ，含量为99.15％。

实施例5：

将140gFeSO₄.7H₂O用150ml水溶解，配制成水溶液，然后加60ml氨水，搅拌混合均匀，备用。将65g草酸用250ml水溶解，配制成水溶液，备用。在搅拌条件下将配制好的草酸水溶液往硫酸亚铁溶液中滴加，加料时间为60分钟，反应温度为40℃，加料完成后继续保温反应30分钟，生成淡黄色超微细草酸亚铁结晶。然后将物料过滤，洗涤，烘干得草酸亚铁产品，产品平均粒径为2.0μ，含量为99.38％。

实施例6：

将140gFeSO₄.7H₂O用350ml水溶解，配制成水溶液，备用。将65g草酸用500ml水溶解，然后再加200ml丙醇和50ml甲醇，搅拌混合均匀，备用。在搅拌条件下将配制好的草酸溶液往硫酸亚铁水溶液中滴加生成淡黄色草酸亚铁结晶，加料时间为30分钟，反应温度为30℃，加料完成后继续保温反应40分钟。然后将物料过滤，洗涤，烘干得超微细草酸亚铁产品，产品平均粒径为4.0μ，含量为99.55％。

实施例7：

将140gFeSO₄.7H₂O用150ml水溶解，配制成水溶液，然后加60ml氨水，搅拌混合均匀，备用。将65g草酸用250ml水溶解，然后再加400ml乙醇，搅拌混合均匀，备用。在搅拌条件下将配制好的草酸溶液往硫酸亚铁溶液中滴加生成淡黄色草酸亚铁结晶，加料时间为30分钟，反应温度为40℃，加料完成后继续保温反应60分钟。然后将物料过滤，洗涤，烘干得超微细草酸亚铁产品，产品平均粒径为0.5μ，含量为99.78％。

实施例8：

将140gFeSO₄.7H₂O用150ml水溶解，配制成水溶液，备用。将65g草酸用150ml水溶解，然后再加200ml甲醇，搅拌混合均匀，备用。在搅拌条件下将草酸溶液往硫酸亚铁水溶液中滴加生成淡黄色草酸亚铁结晶，加料时间为10分钟，反应温度为60℃，加料完成后继续保温反应10分钟。然后将物料过滤，洗涤，烘干得超微细草酸亚铁产品，产品平均粒径为3.0μ，含量为99.65％。

Claims (2)

1、一种超微细草酸亚铁的制备方法，其特征在于先将固体硫酸亚铁和草酸分别用水溶解，净化，配制成浓度为10～30％的硫酸亚铁水溶液和草酸水溶液，然后用助剂对硫酸亚铁水溶液或草酸水溶液进行预处理，处理后的溶液浓度为10～30％；在搅拌条件下将处理后的草酸溶液往硫酸亚铁溶液中滴加，加料时间5～60分钟，反应温度10～60℃，保温反应时间10～60分钟，充分反应后，将反应物料进行固液分离，洗涤，烘干，得到粒径为0.1u～4.0u，纯度大于99％的草酸亚铁产品。

2、根据权利要求1所述超微细草酸亚铁的制备方法，其特征是在硫酸亚铁水溶液或草酸水溶液的预处理过程中使用的助剂是下列物质中的一种或两种：

(1)丙醇

(2)乙醇

(3)甲醇

(4)氨水。