CN113816354B - 一种利用钛白粉生产过程中废弃物制备磷酸铁的方法 - Google Patents

一种利用钛白粉生产过程中废弃物制备磷酸铁的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113816354B
CN113816354B CN202111295860.9A CN202111295860A CN113816354B CN 113816354 B CN113816354 B CN 113816354B CN 202111295860 A CN202111295860 A CN 202111295860A CN 113816354 B CN113816354 B CN 113816354B
Authority
CN
China
Prior art keywords
titanium dioxide
production process
ferric phosphate
waste
utilizing waste
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111295860.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113816354A (zh
Inventor
刘大可
苏凯州
姚日茂
杨炯光
杜桥新
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan Yingda Lithium Battery New Material Co ltd
Original Assignee
Sichuan Yingda Lithium Battery New Material Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan Yingda Lithium Battery New Material Co ltd filed Critical Sichuan Yingda Lithium Battery New Material Co ltd
Priority to CN202111295860.9A priority Critical patent/CN113816354B/zh
Publication of CN113816354A publication Critical patent/CN113816354A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113816354B publication Critical patent/CN113816354B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
    • C01B25/26—Phosphates
    • C01B25/37—Phosphates of heavy metals
    • C01B25/375—Phosphates of heavy metals of iron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明公开了一种利用钛白粉生产过程中废弃物制备磷酸铁的方法，包括以下步骤：(1)将钛白粉生产过程中废弃物加入到浓硫酸中进行酸浸处理，固液分离，得到浸出渣；(2)将浸出渣进行球磨处理，得到预定细度的粉料；(3)将球磨后的粉料加入到磷酸中，在加热条件下进行反应，过滤后得到磷酸铁溶液，对磷酸铁溶液进行保温处理，得到磷酸铁浆料，固液分离，收集固相，得到磷酸铁前驱体；(4)对磷酸铁前驱体进行洗涤、干燥和煅烧处理，得到电池级磷酸铁。本发明提供一种利用钛白粉生产过程中废弃物制备磷酸铁的方法，该方法简单、成本低廉，对钛白粉副产物进行有效治理并资源化利用，既解决了废弃物污染环境的问题，又实现了有价资源的回收。

Description

一种利用钛白粉生产过程中废弃物制备磷酸铁的方法
技术领域
本发明属于新能源电池材料领域，涉及一种利用钛白粉生产过程中废弃物制备磷酸铁的方法。
背景技术
随着公众环保意识的增强，国家在新能源领域的大力支持，锂离子电池逐渐成为广泛使用的电力存储设备。磷酸铁锂电池因其安全性能好、循环寿命长和价格低廉等优势而广泛应用于新能源汽车领域、储能领域，并且由于其不含贵金属及稀有元素，原材料储量丰富且对环境污染相对较小，磷酸铁锂电池逐渐焕发出新的生命力。磷酸铁是制备磷酸铁锂的重要前驱体，其性能决定了磷酸铁锂的主要性能，因此，在制备性能优良的磷酸铁对于整个磷酸铁锂电池产业链的成本降低具有重要意义。
根据行业协会统计，2019年我国钛白粉企业共生产钛白粉超过300万吨。钛白粉的生产方法主要有硫酸法和氯化法，硫酸法因生产工艺相对简单，对钛精矿的品位要求较低等优点，被大多数钛白粉生产企业所采用，目前国内较大的钛白粉生产企业基本都采用硫酸法生产钛白粉，占比高达98％。
硫酸法钛白每产1吨钛白粉约产生3.5～4t硫酸亚铁副产物，2016年硫酸亚铁的产量将高达750万吨/年，因其含有Mn、Mg、Al、Ti、Si等杂质元素而无法被直接利用，长期以来都是作为固体废弃物堆放，如此大量的硫酸亚铁副产物不仅影响了环境，而且对铁资源造成了浪费，很大程度上制约了钛白粉产业的发展。由于废弃物的长时间堆放，部分硫酸亚铁被空气氧化成三氧化二铁、氢氧化铁、碱式硫酸铁等。
随着我国钛白粉产业的发展，回收钛白粉生产过程中废弃物成为亟需解决的现实问题，这不仅能够大幅降低钛白粉的生产成本，同时使铁资源综合再利用，消除了对环境造成的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用钛白粉生产过程中废弃物制备磷酸铁的方法，该方法简单、成本低廉，可以有效地回收钛白粉生产过程中废弃物中的铁元素。
本发明提供的这种利用钛白粉生产过程中废弃物制备磷酸铁的方法，包括以下步骤：
(1)将钛白粉生产过程中废弃物加入到浓硫酸中进行酸浸处理，固液分离，得到浸出渣；
(2)将浸出渣进行球磨处理，得到预定细度的粉料；
(3)将球磨后的粉料加入到磷酸中，在加热条件下进行反应，过滤后得到磷酸铁溶液，对磷酸铁溶液进行保温处理，得到磷酸铁浆料，固液分离，收集固相，得到磷酸铁前驱体；
(4)对磷酸铁前驱体进行洗涤、干燥和煅烧处理，得到电池级磷酸铁。
优选的方案，步骤(1)中，所述浓硫酸的质量分数大于或等于75％。
优选的方案，步骤(1)中，酸浸处理在常温下进行，浸泡时间10～240min，搅拌速度为20～100r/min。
优选的方案，步骤(2)中，将浸出渣球磨至细度为-0.075mm占70％以上。
优选的方案，步骤(3)中，所述磷酸的质量浓度为10％～40％，控制球磨后的粉料和磷酸的质量比为1：(1～5)。
优选的方案，步骤(3)中，反应温度为80～100℃，反应时间为1～5h。
优选的方案，步骤(3)中，所述保温温度为70～90℃，保温时间为0.5～4h，通过保温处理使得磷酸铁溶液水解沉淀，得到磷酸铁浆料。
优选的方案，步骤(4)中，采用纯水对磷酸铁前驱体进行洗涤。
优选的方案，步骤(4)中，干燥温度为80～100℃，干燥时间为1～8h。
优选的方案，步骤(4)中，煅烧处理温度为500～800℃，煅烧时间为2～6h。
本发明的原理：钛白粉生产过程中废弃物在自然界经长时间堆放，使得硫酸亚铁被空气氧化成三氧化二铁、氢氧化铁、碱式硫酸铁等，将废弃物置于浓硫酸中进行酸浸处理，由于浓硫酸无法电离产生足够的H+，三氧化二铁、氢氧化铁等组分在浓硫酸中的溶解度很小，大部分杂质元素(Mn、Mg、Al、Ti等)溶于浓硫酸，溶解后进行固液分离，将浸出渣进行球磨处理，在加热条件下与磷酸反应，过滤除去难溶的Si杂质，得到磷酸铁溶液，依次经过保温、固液分离、洗涤、干燥和煅烧处理，制得电池级磷酸铁成品。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：
本发明提供一种利用钛白粉生产过程中废弃物制备磷酸铁的方法，该方法简单、成本低廉，对钛白粉副产物进行有效治理并资源化利用，既解决了废弃物污染环境的问题，又实现了有价资源的回收。
附图说明
图1为本发明实施例1的工艺流程图。
图2为本发明实施例1制备的磷酸铁的SEM图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例如无特殊说明，使用的试剂均为普通市售产品或者通过常规手段制备获得，采用的设备均为本领域内的常规设备，以下是发明人在试验中的部分实施例：
实施例1
本发明一种利用钛白粉生产过程中废弃物制备磷酸铁的方法，包括以下步骤：
(1)将钛白粉生产过程中废弃物加入到浓硫酸(质量分数为80％)中进行酸浸处理，酸浸处理在常温下进行，浸泡时间120min，搅拌速度为60r/min，固液分离，得到浸出渣；
(2)将浸出渣球磨至细度为-0.075mm占70％以上，得到预定细度的粉料；
(3)将球磨后的粉料加入到磷酸(质量浓度为30％)中，控制球磨后的粉料、磷酸的质量比为1:2，在加热条件下进行反应，反应温度为100℃，反应时间为1h，过滤后得到磷酸铁溶液，对磷酸铁溶液进行保温处理，保温温度为90℃，保温时间为0.5h，得到磷酸铁浆料，固液分离，收集固相，得到磷酸铁前驱体；
(4)对磷酸铁前驱体进行洗涤、干燥和煅烧处理：采用纯水对磷酸铁前驱体进行洗涤；干燥温度为100℃，干燥时间为4h；煅烧处理温度为500℃，煅烧时间为6h，得到电池级磷酸铁。
实施例2
本发明一种利用钛白粉生产过程中废弃物制备磷酸铁的方法，包括以下步骤：
(1)将钛白粉生产过程中废弃物加入到浓硫酸(质量分数为75％)中进行酸浸处理，酸浸处理在常温下进行，浸泡时间240min，搅拌速度为20r/min，固液分离，得到浸出渣；
(2)将浸出渣球磨至细度为-0.075mm占70％以上，得到预定细度的粉料；
(3)将球磨后的粉料加入到磷酸(质量浓度为20％)中，控制球磨后的粉料、磷酸的质量比为1:3，在加热条件下进行反应，反应温度为90℃，反应时间为4h，过滤后得到磷酸铁溶液，对磷酸铁溶液进行保温处理，保温温度为80℃，保温时间为2h，得到磷酸铁浆料，固液分离，收集固相，得到磷酸铁前驱体；
(4)对磷酸铁前驱体进行洗涤、干燥和煅烧处理：采用纯水对磷酸铁前驱体进行洗涤；干燥温度为80℃，干燥时间为6h；煅烧处理温度为800℃，煅烧时间为4h，得到电池级磷酸铁。
实施例3
本发明一种利用钛白粉生产过程中废弃物制备磷酸铁的方法，包括以下步骤：
(1)将钛白粉生产过程中废弃物加入到浓硫酸(质量分数为85％)中进行酸浸处理，酸浸处理在常温下进行，浸泡时间60min，搅拌速度为80r/min，固液分离，得到浸出渣；
(2)将浸出渣球磨至细度为-0.075mm占70％以上，得到预定细度的粉料；
(3)将球磨后的粉料加入到磷酸(质量浓度为35％)中，控制球磨后的粉料、磷酸的质量比为1:5，在加热条件下进行反应，反应温度为80℃，反应时间为5h，过滤后得到磷酸铁溶液，对磷酸铁溶液进行保温处理，保温温度为70℃，保温时间为4h，得到磷酸铁浆料，固液分离，收集固相，得到磷酸铁前驱体；
(4)对磷酸铁前驱体进行洗涤、干燥和煅烧处理：采用纯水对磷酸铁前驱体进行洗涤；干燥温度为90℃，干燥时间为5h；煅烧处理温度为600℃，煅烧时间为4h，得到电池级磷酸铁。
对实施例1-3制得的电池级磷酸铁、市售磷酸铁进行测试其性能，具体如表1所示：
表1磷酸铁的各项性能检测数据
Figure BDA0003336588990000051
利用本发明方法，对钛白粉副产物进行有效治理并资源化利用，既解决了废弃物污染环境的问题，又实现了有价资源的回收，制备得到电池级磷酸铁，其微观形貌如图2所示，所得磷酸铁颗粒的均一性较好，表面光滑。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种利用钛白粉生产过程中废弃物制备磷酸铁的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1) 将钛白粉生产过程中废弃物加入到浓硫酸中进行酸浸处理，固液分离，得到浸出渣；
该废弃物为钛白粉生产过程中废弃物在自然界经长时间堆放后得到；
(2) 将浸出渣进行球磨处理，得到预定细度的粉料；
(3) 将球磨后的粉料加入到磷酸中，在加热条件下进行反应，过滤后得到磷酸铁溶液，对磷酸铁溶液进行保温处理，得到磷酸铁浆料，固液分离，收集固相，得到磷酸铁前驱体；
(4) 对磷酸铁前驱体进行洗涤、干燥和煅烧处理，得到电池级磷酸铁；
步骤(1)中，所述浓硫酸的质量分数大于或等于75%。
2.根据权利要求1所述利用钛白粉生产过程中废弃物制备磷酸铁的方法，其特征在于，步骤(1)中，酸浸处理在常温下进行，浸泡时间10~240min，搅拌速度为20~100r/min。
3.根据权利要求1所述利用钛白粉生产过程中废弃物制备磷酸铁的方法，其特征在于，步骤(2)中，将浸出渣球磨至细度为-0.075mm占70%以上。
4.根据权利要求1所述利用钛白粉生产过程中废弃物制备磷酸铁的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述磷酸的质量浓度为10%~40%，控制球磨后的粉料和磷酸的质量比为1：（1~5）。
5.根据权利要求1所述利用钛白粉生产过程中废弃物制备磷酸铁的方法，其特征在于，步骤(3)中，反应温度为80~100℃，反应时间为1~5h。
6.根据权利要求1所述利用钛白粉生产过程中废弃物制备磷酸铁的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述保温温度为70~90℃，保温时间为0.5~4h。
7.根据权利要求1所述利用钛白粉生产过程中废弃物制备磷酸铁的方法，其特征在于，步骤(4)中，采用纯水对磷酸铁前驱体进行洗涤。
8.根据权利要求1所述利用钛白粉生产过程中废弃物制备磷酸铁的方法，其特征在于，步骤(4)中，干燥温度为80~100℃，干燥时间为1~8h。
9.根据权利要求1所述利用钛白粉生产过程中废弃物制备磷酸铁的方法，其特征在于，步骤(4)中，煅烧处理温度为500~800℃，煅烧时间为2~6h。
CN202111295860.9A 2021-11-04 2021-11-04 一种利用钛白粉生产过程中废弃物制备磷酸铁的方法 Active CN113816354B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111295860.9A CN113816354B (zh) 2021-11-04 2021-11-04 一种利用钛白粉生产过程中废弃物制备磷酸铁的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111295860.9A CN113816354B (zh) 2021-11-04 2021-11-04 一种利用钛白粉生产过程中废弃物制备磷酸铁的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113816354A CN113816354A (zh) 2021-12-21
CN113816354B true CN113816354B (zh) 2023-05-26

Family

ID=78917787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111295860.9A Active CN113816354B (zh) 2021-11-04 2021-11-04 一种利用钛白粉生产过程中废弃物制备磷酸铁的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113816354B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116239145A (zh) * 2023-03-24 2023-06-09 甘肃佰利联化学有限公司 一种磷酸铁-钛联产回收钛的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102923674A (zh) * 2012-11-28 2013-02-13 四川龙蟒钛业股份有限公司 钛白粉生产过程中含硫酸亚铁的副产物的回收利用方法
CN110157911A (zh) * 2019-04-03 2019-08-23 张响 一种综合回收利用电解锰渣和锰尾矿的工艺
CN110540247A (zh) * 2019-09-30 2019-12-06 重庆蓝洁广顺净水材料有限公司 钛白粉厂副产物一水硫酸亚铁的回收利用方法及装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103626239B (zh) * 2013-10-11 2015-06-03 昆明理工大学 一种钛白副产硫酸亚铁除锰的方法
CN104716320B (zh) * 2015-03-10 2017-06-16 中国科学院过程工程研究所 一种复合材料包覆的磷酸铁锂、其制备方法及锂离子电池
CN106892415B (zh) * 2015-12-20 2019-01-01 天津赫维科技有限公司 一种钛白粉副产物硫酸亚铁制备磷酸铁的方法
CN107720833A (zh) * 2017-11-15 2018-02-23 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 钛白粉副产物硫酸亚铁的高效提纯方法
CN107857243A (zh) * 2017-11-15 2018-03-30 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 钛白副产物硫酸亚铁制备电池级超细磷酸铁的方法
CN108821255B (zh) * 2018-07-11 2020-12-15 方嘉城 一种磷酸铁的制备方法
CN110482512A (zh) * 2019-07-12 2019-11-22 乳源东阳光磁性材料有限公司 一种电池级磷酸铁的制备方法
CN110482514B (zh) * 2019-08-28 2021-12-03 安徽昶源新材料股份有限公司 一种电池级无水磷酸铁的制备方法
CN111333047A (zh) * 2020-01-09 2020-06-26 瓮福（集团）有限责任公司 一种利用钛白粉副产品硫酸亚铁合成高纯磷酸铁的方法
CN112479174A (zh) * 2020-11-09 2021-03-12 湖南雅城新材料有限公司 一种利用钛白副产物硫酸亚铁合成磷酸铁的方法
CN113184820A (zh) * 2021-04-25 2021-07-30 湖南雅城新材料有限公司 一种利用钛白副产物硫酸亚铁制备磷酸铁的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102923674A (zh) * 2012-11-28 2013-02-13 四川龙蟒钛业股份有限公司 钛白粉生产过程中含硫酸亚铁的副产物的回收利用方法
CN110157911A (zh) * 2019-04-03 2019-08-23 张响 一种综合回收利用电解锰渣和锰尾矿的工艺
CN110540247A (zh) * 2019-09-30 2019-12-06 重庆蓝洁广顺净水材料有限公司 钛白粉厂副产物一水硫酸亚铁的回收利用方法及装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李林波等.《有色冶金环保与资源综合利用》.冶金工业出版社,2017,(第01版),第231-232页. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113816354A (zh) 2021-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111370800B (zh) 一种废旧磷酸铁锂正极材料的回收方法
CN111261967A (zh) 一种废旧锂电池的回收方法及回收制备的电池级镍钴锰混合晶体
CN108963371B (zh) 一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法
CN102206755B (zh) 一种从钕铁硼废料中分离回收有价元素的方法
CN112410556B (zh) 磷酸铁锂废粉料的回收方法
EP4269336A1 (en) Method for recycling lithium iron phosphate waste and use thereof
CN109554549A (zh) 高温高压浸出回收钕铁硼废料中稀土的方法
CN109244588B (zh) 一种废三元锂电池生产三元前驱体和高纯碳酸锂的方法
CN108584901B (zh) 一种从多金属危险废物中回收陶瓷级磷酸铁的方法
WO2022142584A1 (zh) 一种三元电池废料中除去单质铜的方法及其应用
CN113912033A (zh) 一种前置提锂的废旧磷酸铁锂电池正负极混粉的回收方法
CN110817908A (zh) 利用含锂废料制备高纯碳酸锂的系统及方法
CN112320780A (zh) 磷酸铁废料的回收方法
CN113802017A (zh) 一种萃取法分离回收废旧磷酸铁锂电池正极材料酸浸出液中铝的方法
CN113816354B (zh) 一种利用钛白粉生产过程中废弃物制备磷酸铁的方法
CN111807388A (zh) 一种废旧锂离子电池选择性浸锂工艺
CN116706302A (zh) 一种锂电池回收方法
CN114988382B (zh) 一种废旧磷酸铁锂电池粉料的回收方法
CN115784188A (zh) 回收制备电池级磷酸铁的方法
CN111979431A (zh) 一种钒酸铵盐的生产方法
CN112551560B (zh) 一种以锂辉石为原料硫酸—气氨联合制备碳酸锂的方法
CN115571925B (zh) 一种废旧锂电池回收制备碳酸锂和三元前驱体的方法
CN116190844A (zh) 一种废旧锂离子电池粉的浸出方法
CN117756075A (zh) 一种磷酸铁锂粉制备电池级磷酸铁的方法及得到的电池级磷酸铁
CN117342587A (zh) 一种锂矿石制备氯化锂的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant