CN108163827A - 一种由磷化渣制备纳米磷酸铁的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电极材料制备技术领域，具体涉及一种由磷化渣制备纳米磷酸铁的方法。一种由磷化渣制备纳米级磷酸铁的方法，包括如下步骤：(1)以磷化渣为原料，将磷化渣用酸进行溶解，在溶液中加入0.001‑0.5％净化剂，过滤，收集滤液；(2)在滤液中加入0.001‑0.05％的表面活性剂，再用碱调节pH 2‑4值，反应温度控制在30‑80℃，反应时间1‑4小时，得白色磷酸铁浆料；(2)将白色磷酸铁浆料固液分离，经洗涤、干燥，得电池级磷酸铁。本发明的方法添加适量的净化剂和表面活剂，能生产出不需要粉碎，一次粒径≤100nm；比表面积大(70‑80m2/g)，活性好的纳米级磷酸铁。

Description

一种由磷化渣制备纳米磷酸铁的方法
技术领域
本发明属于电极材料制备技术领域，具体涉及一种由磷化渣制备纳米磷酸铁的方法。
背景技术
磷酸铁作为生产理离子电池正级材料磷酸亚铁锂的原料，具有重要的应用价值，磷酸铁的生产方法也有多种，查阅中国专利文献得知：
CN105236375提供了一种由磷化渣提取制备水合羟基磷酸铁的方法，但该方法难以制得高纯度、高活性磷酸铁。CN105810943提供一种利用磷化渣制备锌基掺杂磷酸铁锂的方法，但该方法制备的磷酸铁锂，存在杂质含量高、活性差的问题。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种由磷化渣制备纳米级磷酸铁的方法。避免上述生产方法存在的不足，利用磷化废渣来生产出纳米级、高活性的电池级磷酸铁。
本发明提供的技术方案如下：
一种由磷化渣制备纳米级磷酸铁的方法，包括如下步骤：
(1)以磷化渣为原料，将磷化渣用酸进行溶解，在溶液中加入0.001-0.5％净化剂，过滤，收集滤液；
(2)在滤液中加入0.001-0.05％的表面活性剂，再用碱调节pH2-4值，反应温度控制在30-80℃，反应时间1-4小时，得白色磷酸铁浆料；
(2)将白色磷酸铁浆料固液分离，经洗涤、干燥，得电池级磷酸铁。
作为优选，步骤(1)中所述的酸包括盐酸、磷酸、硝酸或硫酸。
作为优选，步骤(1)中所述的净化剂为净化剂A或净化剂B。
作为优选，步骤(2)中所述的表面活性剂为括聚乙二醇、NNO和MF中的至少一种。
作为优选，步骤(2)中所述的碱为氨水或氢氧化钠。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明的方法使磷化渣变废为宝，消除环境污染，同时利用磷化渣为磷源和铁源，简化工艺流程、降低了生产成本；
(2)本发明的方法添加适量的净化剂和表面活剂，能生产出不需要粉碎，一次粒径≤100nm；比表面积大(70-80m2/g)，活性好的纳米级磷酸铁。
附图说明
附图1是实施例2得到纳米级磷酸铁的扫描电镜图；
附图2是实施例4得到纳米级磷酸铁的扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
实施例1：
一种由磷化渣制备纳米级磷酸铁的方法，包括如下步骤：
先将固体磷化渣投入溶解釜中，加硝酸溶解，溶液中加放0.001％的净化剂A，过滤后加入0.005％的MF，搅拌均匀后，用0.5M的氢氧化钠溶液滴定至PH2，反应温度为60℃，反应时间为4小时，得白色磷酸铁浆料，将浆料固液分离，经过滤、洗涤、干燥，得电池级磷酸铁产品。
Fe含量为29.67％，纯度99.72％；一次粒径≤100nm，二次粒径D50＝2.35um；比表面积：76.4m2/g。
实施例2：
一种由磷化渣制备纳米级磷酸铁的方法，包括如下步骤：
先将固体磷化渣投入溶解釜中，加磷酸溶解，溶液中加放0.002％的净化剂A，过滤后加入0.005％的NNO，搅拌均匀后，用0.5M的氢氧化钠溶液滴定至PH3，反应温度为70℃，反应时间为4小时，得白色磷酸铁浆料，将浆料固液分离，经过滤、洗涤、干燥，得电池级磷酸铁产品。
Fe含量为29.74％，纯度99.78％；一次粒径≤100nm，二次粒径D50＝1.89um；比表面积：78.3m2/g，扫描电镜见图1。
实施例3：
一种由磷化渣制备纳米级磷酸铁的方法，包括如下步骤：
先将固体磷化渣投入溶解釜中，加硫酸溶解，溶液中加放0.002％的净化剂B，过滤后加入0.005％的NNO，搅拌均匀后，用0.5M的氢氧化钠溶液滴定至PH3，反应温度为80℃，反应时间为3小时，得白色磷酸铁浆料，将浆料固液分离，经过滤、洗涤、干燥，得电池级磷酸铁产品。
Fe含量为29.65％，纯度99.64％；一次粒径≤100nm，二次粒径D50＝1.72um；比表面积：77.5m2/g。
实施例4：
一种由磷化渣制备纳米级磷酸铁的方法，包括如下步骤：
先将固体磷化渣投入溶解釜中，加硫酸溶解，溶液中加放0.002％的净化剂B，过滤后加入0.005％的聚乙二醇，搅拌均匀后，用0.5M的氢氧化钠溶液滴定至PH3，反应温度为80℃，反应时间为3小时，得白色磷酸铁浆料，将浆料固液分离，经过滤、洗涤、干燥，得电池级磷酸铁产品。
Fe含量为29.38％，纯度99.54％；一次粒径≤100nm，二次粒径D50＝2.45um；比表面积：76.8m2/g，扫描电镜见图2。
实施例5：
一种由磷化渣制备纳米级磷酸铁的方法，包括如下步骤：
先将固体磷化渣投入溶解釜中，加盐酸溶解，溶液中加放0.002％的净化剂A，过滤后加入0.005％的聚乙二醇，搅拌均匀后，用0.5M的氢氧化钠溶液滴定至PH3，反应温度为75℃，反应时间为4小时，得白色磷酸铁浆料，将浆料固液分离，经过滤、洗涤、干燥，得电池级磷酸铁产品。
Fe含量为29.42％，纯度99.56％；一次粒径≤100nm，二次粒径D50＝2.53um；比表面积：75.6m2/g。
实施例6：
一种由磷化渣制备纳米级磷酸铁的方法，包括如下步骤：
先将固体磷化渣投入溶解釜中，加硝酸溶解，溶液中加放0.002％的净化剂A，过滤后加入0.005％的聚乙二醇，搅拌均匀后，用0.5M的氨水溶液滴定至PH4，反应温度为75℃，反应时间为4小时，得白色磷酸铁浆料，将浆料固液分离，经过滤、洗涤、干燥，得电池级磷酸铁产品。
Fe含量为29.63％，纯度99.66％；一次粒径≤100nm，二次粒径D50＝2.12um；比表面积：76.4m2/g。
对实施例1-6中制备得到的纳米级磷酸铁进行性能测试，结果见表1。
表1本发明的方法制备得到的纳米级磷酸铁产品的性能测试
由表1可知，本发明的方法得到的纳米级磷酸铁产品的Fe含量均在29.3％以上，纯度高，粒径更细且均匀、比表面积大。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (5)

1.一种由磷化渣制备纳米级磷酸铁的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)以磷化渣为原料，将磷化渣用酸进行溶解，在溶液中加入0.001-0.5％净化剂，过滤，收集滤液；
(2)在滤液中加入0.001-0.05％的表面活性剂，再用碱调节pH2-4值，反应温度控制在30-80℃，反应时间1-4小时，得白色磷酸铁浆料；
(2)将白色磷酸铁浆料固液分离，经洗涤、干燥，得电池级磷酸铁。
2.根据权利要求1所述的由磷化渣制备纳米级磷酸铁的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的酸包括盐酸、磷酸、硝酸或硫酸。
3.根据权利要求1所述的由磷化渣制备纳米级磷酸铁的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的净化剂为净化剂A或净化剂B。
4.根据权利要求1所述的由磷化渣制备纳米级磷酸铁的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的表面活性剂为括聚乙二醇、NNO和MF中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的由磷化渣制备纳米级磷酸铁的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的碱为氨水或氢氧化钠。
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