CN116143093A - 一种利用工业废铁泥制备电池级无水磷酸铁的方法 - Google Patents
一种利用工业废铁泥制备电池级无水磷酸铁的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116143093A CN116143093A CN202211690937.7A CN202211690937A CN116143093A CN 116143093 A CN116143093 A CN 116143093A CN 202211690937 A CN202211690937 A CN 202211690937A CN 116143093 A CN116143093 A CN 116143093A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- iron
- phosphate
- acid
- amount
- solution
- 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.)
- Pending
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 158
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 68
- WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K iron(3+) phosphate Chemical compound [Fe+3].[O-]P([O-])([O-])=O WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 title claims abstract description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 239000005955 Ferric phosphate Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 229940032958 ferric phosphate Drugs 0.000 title claims abstract description 35
- 229910000399 iron(III) phosphate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 35
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims abstract description 25
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 claims abstract description 17
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 229910000398 iron phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 150000003017 phosphorus Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 16
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 13
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 12
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical group OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 10
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 claims description 9
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 7
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- PFUVRDFDKPNGAV-UHFFFAOYSA-N sodium peroxide Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][O-] PFUVRDFDKPNGAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 12
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract description 7
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 6
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 abstract description 4
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 abstract description 4
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 8
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 8
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- SURQXAFEQWPFPV-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate heptahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.[Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O SURQXAFEQWPFPV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 4
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N ammonium dihydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].OP(O)([O-])=O LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000387 ammonium dihydrogen phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 235000019837 monoammonium phosphate Nutrition 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 229910000358 iron sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 2
- WZCQRUWWHSTZEM-UHFFFAOYSA-N 1,3-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=CC(N)=C1 WZCQRUWWHSTZEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Inorganic materials [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000388 diammonium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019838 diammonium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 229910001447 ferric ion Inorganic materials 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N ferrosoferric oxide Chemical group O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001448 ferrous ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940018564 m-phenylenediamine Drugs 0.000 description 1
- 239000006012 monoammonium phosphate Substances 0.000 description 1
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
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
-
- 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
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/84—Recycling of batteries or fuel cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
Abstract
本发明提供一种利用工业废铁泥制备电池级无水磷酸铁的方法，该方法包括：以工业废铁泥为铁源进行纯化和化学反应，制得铁盐溶液，然后将所述铁盐溶液与磷盐反应溶液反应，制得磷酸铁；具体包括以下工序：S1酸溶过滤工序、S2氧化反应工序、S3调pH沉铁工序、S4过滤水洗工序、S5二次溶解工序、S6合成磷酸铁工序。本发明的方法解决了铁泥的处理问题，将铁泥的利用价值大大提高，且丰富了磷酸铁制备工艺的铁源；本发明的方法能够得到杂质元素含量极低的铁源；本发明的方法与目前主流的用硫酸亚铁加氧化剂的工艺相比，省去了将Fe2+氧化为Fe3+的过程，Fe3+直接与磷酸根离子反应生成磷酸铁，更容易生成磷酸铁，得到的磷酸铁更加纯净。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池正极材料制备技术领域，更具体地，涉及一种利用工业废铁泥制备电池级无水磷酸铁的方法。
背景技术
磷酸铁是新能源正极材料磷酸铁锂的前驱体；当前，由于磷酸铁锂的需求爆发，原材料磷酸铁的需求也在持续增加。而目前磷酸铁生产的主流工艺为：利用钛白粉副产物FeSO4·7H2O为铁源，与磷源、氧化剂、pH调节剂一起合成磷酸铁。因此钛白粉副产物FeSO4·7H2O的需求量也在不断增大，目前已经供不应求，且价格也在持续上涨，成为磷酸铁企业扩产的一大限制。
因此，开发一种能够利用廉价铁源原料生产电池级磷酸铁的新工艺是非常必要的。
发明内容
本发明鉴于现有技术铁源过于单一的缺陷，同时为了有效利用硝基还原的副产物铁泥(铁泥：在用铁粉还原硝基来制备胺的工艺中，分离产品后得到的黑色泥状物，主要成分为四氧化三铁，同时还夹杂有部分有机物。)，提供一种能将廉价的工业废铁泥作为铁源制备电池级无水磷酸铁的方法。
本发明提供一种利用工业废铁泥制备电池级无水磷酸铁的方法，该方法包括：以工业废铁泥为铁源进行纯化和化学反应，制得铁盐溶液，然后将所述铁盐溶液与磷盐反应溶液反应，制得磷酸铁；具体包括以下工序：S1酸溶过滤工序、S2氧化反应工序、S3调pH沉铁工序、S4过滤水洗工序、S5二次溶解工序、S6合成磷酸铁工序。
本发明的有益效果在于：
(1)利用硝基还原工艺的副产物铁泥作为铁源制备电池级磷酸铁，解决了铁泥的处理问题，将铁泥的利用价值大大提高，且丰富了磷酸铁制备工艺的铁源；
(2)铁泥的主要成分为Fe3O4，导致酸溶滤液中同时含有Fe2+和Fe3+，通常是用铁粉将Fe3+还原为Fe2+，本发明则将Fe2+直接氧化成Fe3+，再利用Fe3+比其他杂质离子的沉淀pH更低，通过合理调节溶液pH，便可单独将Fe3+大量沉淀，沉淀率大于99.5％，固液分离后便得到杂质元素含量极低的铁源；
(3)直接以Fe3+合成磷酸铁，与目前主流的用硫酸亚铁加氧化剂的工艺相比，省去了将Fe2+氧化为Fe3+的过程，Fe3+直接与磷酸根离子反应生成磷酸铁，更容易生成磷酸铁，得到的磷酸铁更加纯净。
附图说明
图1为本发明的整体工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供一种利用工业废铁泥制备电池级无水磷酸铁的方法，该方法包括：以工业废铁泥为铁源进行纯化和化学反应，制得铁盐溶液，然后将所述铁盐溶液与磷盐反应溶液反应，制得磷酸铁；具体包括以下工序：S1酸溶过滤工序、S2氧化反应工序、S3调pH沉铁工序、S4过滤水洗工序、S5二次溶解工序、S6合成磷酸铁工序。
铁泥的主要杂质元素分析如下表1所示：
表1
具体地，整体工艺流程如下：
S1、酸溶过滤工序
向铁泥中加硫酸溶液，升温至80-100℃，搅拌反应1-5h后过滤，得到酸溶滤液；其中硫酸溶液的浓度为30-50％，硫酸的物质的量与铁泥中铁的物质的量之比为(4-6)：3，优选为(4-4.8)：3。
S2、氧化反应工序
向上述酸溶滤液中加入氧化剂，搅拌均匀，而后用硫酸调节溶液的pH至小于等于1.6，优选为1.2-1.6，得到粗硫酸铁溶液；其中氧化剂为双氧水或过氧化钠，氧化剂的加入量为酸溶滤液中铁的物质的量的0.35-0.6倍，优选为0.4-0.5倍。
S3、调pH沉铁工序
向上述粗硫酸铁溶液中加入pH调节剂，将pH调节至2.3-3.0，充分搅拌进行反应，得到沉铁浆料；其中pH调节剂为氨水、氢氧化钠、以及氢氧化钾中的一种。
S4、过滤水洗工序
将上述沉铁浆料过滤，并用纯水洗涤滤饼，洗涤终点为漂洗水的电导率≤300μs/cm。
S5、二次溶解工序
向上述滤饼中加入硫酸或者盐酸，搅拌溶解，过滤得到铁盐溶液，其中硫酸或者盐酸的加入量按照控制铁盐溶液的pH在1.2-1.6确定。
S6、合成磷酸铁工序
本发明中直接以Fe3+合成磷酸铁，与目前主流的用硫酸亚铁加氧化剂的工艺相比，省去了将Fe2+氧化为Fe3+的过程。具体的步骤为配制磷盐溶液，与上述铁盐溶液反应，经过滤、水洗、干燥、煅烧，制备得到无水磷酸铁。
具体地，步骤S6包含以下步骤：
a、将上述铁盐溶液用纯水稀释至铁的物质的量浓度为0.8-1.2mol/L，得到硫酸铁溶液；
b、将磷源用纯水溶解，用pH调节剂将溶液pH调至7-10，得到磷盐溶液，其中纯水的用量按照将磷酸盐溶液中磷的物质的量浓度控制在1-2mol/L确定；
c、而后将磷盐溶液滴加到上述硫酸铁溶液中，常温下反应0.5-1h，用磷酸将浆料pH调至1.2-2.2，而后升温至90-100℃，保温并观察浆料颜色，待浆料变为白色后继续保温1-2h，得到合成浆料；
d、将上述合成浆料过滤，并用纯水洗涤滤饼，而后干燥、煅烧，得到电池级无水磷酸铁。
其中，步骤b中，磷源为磷酸二氢铵(钠)、磷酸氢二铵(钠)、磷酸、磷酸钠中的一种，pH调节剂为氨水或氢氧化钠。
步骤c中，磷酸盐溶液与铁盐溶液的用量按照磷与铁的物质的量之比为(1-1.05)：1确定。
下面结合图1，通过实施例对本发明进行更具体的说明。
实施例1
本实施例用于说明本发明提供的采用铁泥制备电池级磷酸铁的方法。
该实施例中使用的铁泥来自某间苯二胺生产厂家，其中的铁元素含量以及杂质元素分析如下表2所示：
从表2中可以看出，铁泥中的主要杂质元素是Na：2997.86ppm、Mn：905.28ppm、Ca：1162.93ppm、Al：842.755ppm。
S1、酸溶过滤工序
向铁泥中加硫酸溶液，升温至90℃，搅拌反应3h后过滤，得到酸溶滤液；其中硫酸溶液的浓度为30％，硫酸的物质的量与铁泥中铁的物质的量之比为4.5:3。酸溶滤液中的铁元素含量以及杂质元素分析如下表3所示：
表3
从表3和表2的对比可以看出，经过S1酸溶过滤工序后，酸溶滤液中铁含量为8.12％，主要杂质Na的含量降为368.15ppm、Mn的含量降为107.80ppm、Al的含量降为102.45ppm，由于Ca会与SO4 2-形成硫酸钙沉淀，故Ca的含量很低，仅为7.21ppm；
S2、氧化反应工序
向上述酸溶滤液中加入氧化剂双氧水，充分搅拌均匀，而后用硫酸调节溶液的pH至1.2，得到粗硫酸铁溶液；双氧水的加入量为酸溶滤液中铁的物质的量的0.45倍。
S3、调pH沉铁工序
向上述粗硫酸铁溶液中缓慢加入pH调节剂氨水，将pH调节至2.5，充分搅拌进行反应，得到沉铁浆料。
S4、过滤水洗工序
将上述沉铁浆料过滤，并用纯水洗涤滤饼，洗涤终点为漂洗水的电导率≤300μs/cm(实测为291μs/cm)。经检测，滤饼中各杂质元素分析见表4：
表4
对比表4和表3可知，经过步骤S2～S4，所得的滤饼中各杂质元素的含量大幅度降低，具体地，主要杂质Na的含量降至11.90ppm，Mn的含量降至5.23ppm，Al的含量降至16.56ppm，Ca的含量仅为0.23ppm；
S5、二次溶解工序
向上述滤饼中加入硫酸，搅拌溶解，过滤得到铁盐溶液，其中硫酸的加入量按照控制铁盐溶液的pH在1.2确定。
S6、合成磷酸铁工序，包含以下步骤：
a、将上述铁盐溶液用纯水稀释至铁的物质的量浓度为1mol/L，得到硫酸铁溶液；
b、将磷酸二氢铵(磷源)用纯水溶解，用pH调节剂氨水将溶液pH调至8.5，得到磷盐溶液，其中纯水的用量按照将磷酸盐溶液中磷的物质的量浓度控制在1.5mol/L确定；
c、而后将磷盐溶液滴加到上述硫酸铁溶液中(磷酸盐溶液与铁盐溶液的用量按照磷与铁的物质的量之比为1.02：1确定)，常温下反应1h，用磷酸将浆料pH调至1.6，而后升温至96℃，保温并观察浆料颜色，待浆料变为白色后继续保温2h，得到合成浆料；
d、将上述合成浆料过滤，并用纯水洗涤滤饼，而后干燥、煅烧，得到电池级无水磷酸铁。
实施例2-3
这些实施例用于说明本发明提供的采用铁泥制备电池级磷酸铁的方法。
除实施例中各步骤的具体数据条件如下表5所示以外，使用与实施例1相同的方法来制备电池级无水磷酸铁。
表5
对比例
在该对比例中，使用将七水硫酸亚铁(AR)用纯水稀释成铁的物质的量浓度为1mol/L的硫酸亚铁溶液来代替实施例1中步骤S6中步骤a制得的硫酸铁溶液，并在步骤b中将pH值调至8.5后，另加入适量双氧水，双氧水的加入量为磷酸二氢铵物质的量的0.6倍，以使七水硫酸亚铁中的亚铁离子氧化成铁离子，除此之外，使用与实施例1中步骤S6相同的方法，制备电池级无水磷酸铁。
下面对制备的电池级无水磷酸铁进行测试。
分别针对实施例1-3和对比例制备的电池级无水磷酸铁产品进行检测，检测结果见表6。
表6
表7为国内某主流磷酸铁锂厂家对无水磷酸铁的技术要求：
表7
从表6和表7的对比可以看出，采用本发明提供的方法，即实施例1-3的结果，各杂质的含量与使用AR级七水硫酸亚铁作为铁源而制备的无水磷酸铁(对比例)相比，部分杂质的含量略微偏高，但均满足磷酸铁锂厂家的要求。说明本发明提供的方法，采用铁泥为铁源，通过纯化和化学反应工艺，可以制备得到可适用于制备电池级磷酸铁的铁源，工艺简单，易于产业化。
Claims (10)
1.一种利用工业废铁泥制备电池级无水磷酸铁的方法，其特征在于，该方法包括：以工业废铁泥为铁源进行纯化和化学反应，制得铁盐溶液，然后将所述铁盐溶液与磷盐反应溶液反应，制得磷酸铁；具体包括以下工序：S1酸溶过滤工序、S2氧化反应工序、S3调pH沉铁工序、S4过滤水洗工序、S5二次溶解工序、S6合成磷酸铁工序。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1酸溶过滤工序包括：向铁泥中加硫酸溶液，升温至80-100℃，搅拌反应1-5h后过滤，得到酸溶滤液；
其中，硫酸溶液的浓度为30-50％，硫酸的物质的量与铁泥中铁的物质的量之比为(4-6)：3。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，硫酸的物质的量与铁泥中铁的物质的量之比为(4-4.8)：3。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S2氧化反应工序包括：向酸溶滤液中加入氧化剂，搅拌均匀，并用硫酸调节溶液的pH至小于等于1.6，优选为1.2-1.6，得到粗硫酸铁溶液。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述氧化剂为双氧水或过氧化钠，氧化剂的加入量为酸溶滤液中铁的物质的量的0.35-0.6倍。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，氧化剂的加入量为酸溶滤液中铁的物质的量的0.4-0.5倍。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S3调pH沉铁工序包括：向粗硫酸铁溶液中加入pH调节剂，将pH调节至2.3-3.0，充分搅拌进行反应，得到沉铁浆料；
其中pH调节剂为氨水、氢氧化钠、以及氢氧化钾中的一种。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S4过滤水洗工序包括：将沉铁浆料过滤，并用纯水洗涤滤饼，洗涤终点为漂洗水的电导率≤300μs/cm。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S5二次溶解工序包括：向滤饼中加入硫酸或者盐酸，搅拌溶解，过滤得到铁盐溶液，其中硫酸或者盐酸的加入量按照控制铁盐溶液的pH在1.2-1.6确定。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S6合成磷酸铁工序包括：配制磷盐溶液，与铁盐溶液反应，经过滤、水洗、干燥、煅烧，制备得到无水磷酸铁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211690937.7A CN116143093A (zh) | 2022-12-27 | 2022-12-27 | 一种利用工业废铁泥制备电池级无水磷酸铁的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211690937.7A CN116143093A (zh) | 2022-12-27 | 2022-12-27 | 一种利用工业废铁泥制备电池级无水磷酸铁的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116143093A true CN116143093A (zh) | 2023-05-23 |
Family
ID=86351794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211690937.7A Pending CN116143093A (zh) | 2022-12-27 | 2022-12-27 | 一种利用工业废铁泥制备电池级无水磷酸铁的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116143093A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117566716A (zh) * | 2023-11-23 | 2024-02-20 | 新洋丰农业科技股份有限公司 | 一种低杂质高性能磷酸铁锰及磷酸铁锰锂的制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102205953A (zh) * | 2011-05-05 | 2011-10-05 | 湖北浩元材料科技有限公司 | 一种用于磷酸铁锂电池材料的球形磷酸铁制造方法 |
| JP2016172654A (ja) * | 2015-03-16 | 2016-09-29 | 地方独立行政法人 岩手県工業技術センター | リン酸鉄の回収方法 |
| CN111847417A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-10-30 | 中南大学 | 一种电池级水合磷酸铁的制备方法 |
| CN114477121A (zh) * | 2022-02-25 | 2022-05-13 | 湖南长宏新能源材料有限责任公司 | 一种通过含铁废渣生产电池级磷酸铁 |
| WO2022105463A1 (zh) * | 2020-11-23 | 2022-05-27 | 湖南金源新材料股份有限公司 | 一种废旧磷酸铁锂电池的综合回收利用方法 |
| CN115432682A (zh) * | 2022-09-28 | 2022-12-06 | 湖北融通高科先进材料有限公司 | 于污泥中回收制备电池级磷酸铁的方法及其电池级磷酸铁 |
-
2022
- 2022-12-27 CN CN202211690937.7A patent/CN116143093A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102205953A (zh) * | 2011-05-05 | 2011-10-05 | 湖北浩元材料科技有限公司 | 一种用于磷酸铁锂电池材料的球形磷酸铁制造方法 |
| JP2016172654A (ja) * | 2015-03-16 | 2016-09-29 | 地方独立行政法人 岩手県工業技術センター | リン酸鉄の回収方法 |
| CN111847417A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-10-30 | 中南大学 | 一种电池级水合磷酸铁的制备方法 |
| WO2022105463A1 (zh) * | 2020-11-23 | 2022-05-27 | 湖南金源新材料股份有限公司 | 一种废旧磷酸铁锂电池的综合回收利用方法 |
| CN114477121A (zh) * | 2022-02-25 | 2022-05-13 | 湖南长宏新能源材料有限责任公司 | 一种通过含铁废渣生产电池级磷酸铁 |
| CN115432682A (zh) * | 2022-09-28 | 2022-12-06 | 湖北融通高科先进材料有限公司 | 于污泥中回收制备电池级磷酸铁的方法及其电池级磷酸铁 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 常小龙;田建华;单忠强: "以铁泥为原料合成锂离子电池正极材料LiFePO_4/C", 南开大学学报(自然科学版), vol. 46, no. 03, 20 June 2013 (2013-06-20), pages 10 - 14 * |
| 张丽清;董晓华;舒燕;庞常健;刘洋: "工业废料铁泥制备柠檬酸铁铵的研究", 沈阳化工学院学报, vol. 23, no. 02, 15 June 2009 (2009-06-15), pages 109 - 113 * |
| 彭爱国;贺周初;余长艳;庄新娟;闻杰;汪永斌: "电池级超微细磷酸铁的制备", 武汉工程大学学报, vol. 35, no. 07, 15 July 2013 (2013-07-15), pages 1 - 5 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117566716A (zh) * | 2023-11-23 | 2024-02-20 | 新洋丰农业科技股份有限公司 | 一种低杂质高性能磷酸铁锰及磷酸铁锰锂的制备方法 |
| CN117566716B (zh) * | 2023-11-23 | 2024-05-17 | 新洋丰农业科技股份有限公司 | 一种低杂质高性能磷酸铁锰及磷酸铁锰锂的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108609595B (zh) | 磷酸铁及其制备方法和应用 | |
| CN113104827B (zh) | 一种以工业磷铵清液或工业磷铵母液制备电池级无水磷酸铁的方法 | |
| CN110002415B (zh) | 一种从磷酸铁生产废水中回收磷酸根和硫酸根的方法 | |
| CN114538404B (zh) | 一种以钛白副产物硫酸亚铁制备磷酸铁锂的方法 | |
| CN113184820A (zh) | 一种利用钛白副产物硫酸亚铁制备磷酸铁的方法 | |
| CN101585554A (zh) | 一种以含锰废渣和废水为原料制备碳酸锰的方法 | |
| CN116143093A (zh) | 一种利用工业废铁泥制备电池级无水磷酸铁的方法 | |
| CN115403019A (zh) | 一种磷酸铁的制备方法 | |
| CN113955733B (zh) | 一种利用含铁废盐酸制备磷酸铁的方法 | |
| KR20120099119A (ko) | 황산 망간 일수화물의 제조방법 | |
| CN111137869A (zh) | 磷酸铁锂的制备方法 | |
| CN108557792B (zh) | 一种包覆型磷酸锰铁的制备方法 | |
| CN100528743C (zh) | 利用钛白粉废酸制取高纯度磷酸一铵的方法 | |
| CN116259811B (zh) | 一种钒酸钠溶液制备钒电解液的方法 | |
| CN115676790B (zh) | 一种高振实球形电池级磷酸铁的制备方法 | |
| JP2024052508A (ja) | バナジウム電解液及びその製造方法、並びに応用 | |
| CN111017900A (zh) | 一种电池级磷酸铁的制备方法 | |
| CN114084878B (zh) | 一种利用双铁源合成磷酸铁的制备方法 | |
| CN115340075A (zh) | 一种采用氧化铁和稀磷酸制备电池级磷酸铁的方法 | |
| CN113716539A (zh) | 一种用湿法炼锌高铁溶液制备磷酸铁前驱体的方法 | |
| CN113184917A (zh) | 一种钛白副产物中硫酸铁的回收方法 | |
| CN109110741A (zh) | 一种磷酸铁锰制备过程中母液分步回收利用的方法 | |
| CN110357164A (zh) | 氧化锰矿浆循环高效烟气脱硫耦合硫酸锰绿色纯化的方法 | |
| CN115784191B (zh) | 从废旧磷酸铁锂正极材料回收磷酸铁锂的方法 | |
| CN115893507B (zh) | 一种用含高镁、锰、钛杂质的绿矾渣制备高纯硫酸亚铁的方法 |
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 |