CN116902943A - 一种可调控比表面的磷酸铁的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可调控比表面的磷酸铁的制备方法，该方法通过将净化后的硫酸亚铁溶液调控pH值后，加入氧化剂制成三价铁源溶液，与调控好pH值的磷源溶液同时通入反应器中进行反应，制得磷酸铁前驱体一次浆料；将得到的磷酸铁前驱体一次浆料固液分离并洗涤得到碱式磷酸铁滤饼；碱式磷酸铁滤饼再次浆化并调节pH值进行陈化反应，经固液分离、洗涤、闪蒸脱水及烧结，得到所需比表面积的无水磷酸铁产品。本发明方法制备的二水磷酸铁材料具有晶体结构良好，颗粒分布均一，杂质含量低。本发明较传统工艺而言，工艺过程物料混合省时、混合均一，产率高，提高了产能以及为磷酸铁锂提供品质稳定的原材料。
Description
技术领域
本发明属于新能源技术领域，具体涉及一种可调控比表面的磷酸铁的制备方法。
背景技术
以磷酸铁为原料制备磷酸铁锂的工艺过程中，磷酸铁的结构和形貌对磷酸铁锂产品的性能有很大的影响，合理的结构有利于锂离子的嵌入与脱嵌。所以从磷酸铁端宏观调控比表面，微观控制磷酸铁的成核和生长，为磷酸铁锂端提供性能各异的原材料，从而进一步满足电芯端客户的材料开发。
目前磷酸铁的主要制备方法：1)水热合成法，在一定的温度与压力下在水溶液中使物质反应成核结晶生长的一种方法，水热法可以提供一个天然的惰性环境有利于磷酸铁的生成；2)溶胶-凝胶法，是将原料溶液经溶胶、凝胶、干燥后在低于传统焙烧温度下热处理，优点是得到的产物粒径均匀，缺点是合成周期长不适于工业化生产；3)共沉淀法，该方法是在含两种或两种以上金属离子的溶液中加入沉淀剂，使各组分按一定的比例沉淀析出，得到均一的沉淀后经热处理得到最终产物，共沉淀法的难度在于不同沉淀物的比例往往难于控制。
不同的合成条件制得的磷酸铁在尺寸和形貌上也有较大差别。因此本发明针对制备磷酸铁前驱体的形貌控制问题，提出一种可调控磷酸铁前驱体比表面的解决方案，满足磷酸铁锂对磷酸铁不同比表面的需求。
专利申请201611106901.4公开了一种比表可控电池级磷酸铁的制备方法，采用方式是额外添加有机分散剂以实现对磷酸铁比表的控制，这种工艺过程更复杂，并且对后端废水处理带来压力，例如根据电池工业污染物排放标准(GB 30484-2013)要求直接排放时化学需氧量COD低于100mg/L，氨氮低于15mg/L；间接排放COD低于150mg/L，氨氮低于30mg/L。
发明内容
本发明提供一种可调控比表面的磷酸铁的制备方法，通过工艺参数的调节，实现磷酸铁比表面在指定范围内的定量控制，同时引入多管束静态反应器作为反应装置，达到稳定品质，保证物料一致性的效果。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案包括以下步骤：
(1)将磷酸盐溶于水中，制得一定浓度的磷源溶液，使用氨水调节其pH值为6.0-9.5；所述磷酸盐为磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸中的至少一种；
(2)将硫酸亚铁溶解、净化除杂制得一定浓度的亚铁盐溶液，使用硫酸调节其pH值为1.0-2.5；加入氧化剂，制备得到三价铁源溶液；
(3)分别将步骤(1)和步骤(2)的磷源溶液和铁源溶液同时通入到多管束静态反应器中进行反应，控制物料流速度、以及反应温度，得到磷酸铁前驱体一次浆料；
(4)将步骤(3)得到的磷酸铁前驱体一次浆料进行固液分离，得到，将滤饼进行洗涤，控制终点电导率<5ms/cm；从而控制成品的杂质含量以及彻底洗涤母液中的磷；
(5)将洗涤后的碱式磷酸铁滤饼重新浆化制得浆料，同时控制体系pH＝1.0-2.0；将浆料通入70±2℃的一级多管束静态反应器进行预反应，再通入二级多管束静态反应器进行陈化反应，反应温度控制在90±2℃；
(6)将步骤(5)经陈化反应后的浆料进行压滤固液分离，洗涤，控制成品的杂质含量，以及陈化过程中磷元素，得到二水磷酸铁(FePO4·2H2O)滤饼。
(7)将步骤(6)二水磷酸铁滤饼进行闪蒸脱水，高温煅烧后得到无水磷酸铁。
在任意实施方式中，在步骤(1)中所述磷源溶液的浓度为58-78g/L，进一步优选浓度为66-70g/L。
在任意实施方式中，在步骤(2)中所述的亚铁盐溶液的浓度为50-70g/L，优选地，所述浓度为58-66g/L。
进一步，所述氧化剂为双氧水或氧气，优选的，双氧水泵入速度为30-50mL/min。可以减小体系局部浓度高，导致双氧水自身分解加快。
在任意实施方式中，步骤(3)中所述磷源溶液加入反应器的速度为300-500mL/min，三价铁源溶液加入反应器的速度为600-1000mL/min。优选的，反应温度为40-70℃。
优选的，所述反应器为多管束静态反应器。多管束静态反应器可以加快反应速度、减少颗粒团聚。
在任意实施方式中，在步骤(5)中，所述一级多管束静态反应器中反应温度为70±2℃。
在任意实施方式中，在步骤(6)中，所述洗涤终点是洗涤至滤液的电导率<0.5ms/cm，从而控制成品的杂质含量以及彻底洗涤母液中的磷。
在任意实施方式中，在步骤(7)中，所述的脱水是先把滤饼进行闪蒸干燥，出风温度110-120℃；高温煅烧控制570-585℃，4小时，脱去结晶水，无水磷酸铁晶型呈现为三方晶系。
进一步，本发明所制备磷酸铁的铁磷比在0.96-0.97之间。
本发明还提供一种磷酸铁前驱体在正极材料中的应用，所述正极材料将磷酸铁前驱体与碳源(葡萄糖、PEG)、锂源(碳酸锂)和二氧化钛混合，经研磨、喷干、烧结、粉碎得到。较优的葡萄糖：PEG＝6：4，Li/Fe＝1.03，二氧化钛掺杂0.3％，该比例配比可以形成更好的碳层，提高材料的性能。
本发明的有益效果：本发明方法制备的二水磷酸铁材料具有晶体结构良好，颗粒分布均一，主要通过控制控制反应物硫酸亚铁和磷酸铵盐的pH值、陈化反应时pH值、物料流速等反应条件可以控制生成磷酸铁的成核与晶粒成长，实现二水磷酸铁比表面积控制在40-70m2/g范围内调整，满足不同需求产品的应用。
按照本发明的制备步骤可使产品杂质含量更易稳定控制，尤其是Mn含量可以控制在30ppm以下，硫含量可以控制在50ppm以下，产品的纯度可以达到99.9％以上；同时产率可达99％。本发明方法克服了传统的一步法制备磷酸铁杂质含量高的缺点。
本发明制备的无水磷酸铁晶型为三方晶系，纯度高，粒度分布均匀。
本发明采用多管束静态反应器，较传统工艺而言，工艺过程物料混合省时、混合均一，提高了产能以及为磷酸铁锂提供品质稳定的原材料。
根据长期的实时监测数据，本发明的生产工艺废水pH值在6～9之间，氨氮值小于20mg/L，COD小于20mg/L，符合GB8978-1996三级排放标准以及GB39731-2020排放标准。
附图说明
图1为实施例2制备的二水磷酸铁前驱体SEM图，放大倍数为50000倍。
图2为实施例7制备的二水磷酸铁前驱体SEM图，放大倍数为50000倍。
图3为实施例2与实施例7无水磷酸铁的XRD图。
具体实施方式
下面通过具体的实施案例来进一步阐述本发明的技术方案。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，本发明保护范围以权利要求书为准。本发明采用的试材与设备皆为普通市售品，皆可于市场购得。
本发明提供一种制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将磷酸盐溶于水中，制得一定浓度的磷源溶液，使用氨水调节其pH值为6.0-9.5；所述磷酸盐为磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸中的至少一种；调节pH值的目的是为了控制磷酸铁成核，以及一次颗粒的团聚体尺寸大小。其中，磷源溶液的浓度为58-78g/L，更优浓度为66-70g/L；所选浓度可以稳定产品的铁磷比在0.96-0.97。
(2)将硫酸亚铁溶解、净化除杂制得一定浓度的亚铁盐溶液，使用硫酸调节其pH值为1.0-2.5；加入氧化剂，制备得到三价铁源溶液；其中，硫酸亚铁溶液的浓度为50-70g/L，更优选浓度为58-66g/L。调节亚铁盐溶液pH值在1.0-2.5的范围内，可以有效控制后续磷酸铁成核和生长速度。所述氧化剂包括双氧水、臭氧、次氯酸钠、氧气中的一种或多种。
(3)分别将步骤(1)和步骤(2)的磷源溶液和铁源溶液同时通入到多管束静态反应器中进行反应，控制物料流速度以及反应温度，得到磷酸铁前驱体一次浆料。更具体地，磷源溶液加入反应器的速度为300-500mL/min，三价铁源溶液加入反应器的速度为600-1000mL/min，反应温度为40-70℃，在该温度下合成的磷酸铁前驱体，容易控制成核以及成本的考虑，进而控制比表面。传统的液相共沉淀法通常采用釜式反应器以间歇法操作为主，反应过程持久，且随着反应过程的进行，浓度、pH值等条件不断变化，进一步影响晶体粒度大小与分布。多管束静态反应器可以加快反应速度、减少颗粒团聚，促进晶体形核，比传统反应釜节约一半时间，可实现连续化工业生产。同时生产出来的晶体具有粒径小，粒度分布窄等优点。
(4)将步骤(3)得到的磷酸铁前驱体一次浆料进行固液分离，洗涤，控制终点电导率<5ms/cm，得到碱式磷酸铁滤饼；
(5)将洗涤后的碱式磷酸铁滤饼重新浆化制得磷酸铁前驱体二次浆料，进行陈化反应。将磷酸铁前驱体二次浆料通入一级多管束静态反应器进行混合调节pH，控制体系pH＝1.0-2.0，反应温度控制在70±2℃；再通入二级多管束静态反应器进行陈化反应，反应温度控制在85-95℃。
重新浆化是将碱式磷酸铁滤饼采用高分散搅拌器进行分散，控制成品的杂质含量以及均一的浆化体系；同时加入磷酸控制体系pH值在1.0-2.0，是为磷酸铁的成核以及比表面的控制提供反应环境。优选的，一级多管束静态反应器热源来自二级多管束静态反应器的预热，目的降低生产成本，同时提高了热量的利用率；二级多管束静态反应器实现碱式磷酸铁晶型的转化。
(6)将步骤(5)经陈化反应后的浆料进行压滤固液分离，洗涤，控制成品的杂质含量，以及陈化过程中磷元素，得到二水磷酸铁(FePO4·2H2O)滤饼。
(7)将步骤(6)二水磷酸铁滤饼进行闪蒸脱水，高温煅烧后得到无水磷酸铁。
本发明的原理是改变工艺参数控制磷酸铁的一次颗粒的成核以及生长，从而实现其比表面的控制。
硫酸亚铁的净化除杂具体是将硫酸亚铁溶于水中，在溶解后的溶液中加入浓度为22％的氨水，控制pH>3.5持续搅拌，过滤后得到纯净的硫酸亚铁溶液。
实施例1
步骤(1)，将磷酸一铵溶于去离子水中，制得磷浓度为68g/L的溶液，氨水调节pH＝6.0，作为磷源溶液。
步骤(2)，将净化好的硫酸亚铁溶液配制成浓度为62g/L的溶液，硫酸调节pH＝1.5；加入反应当量1.5倍的氧化剂，将亚铁溶液氧化为三价铁源溶液。
步骤(3)，将上述步骤的磷源溶液和三价铁源溶液同时加入到多管束反应器中进行反应，在反应过程中控制铁源溶液流速800mL/min和磷源溶液的流量400mL/min，反应温度60℃，采用溢流的方式得到磷酸铁前驱体一次浆料。
步骤(4)，将步骤(3)制得的磷酸铁前驱体一次浆料采用压滤机进行固液分离，洗涤终点电导率控制为<5ms/cm，得到碱式磷酸铁滤饼。
步骤(5)，将步骤(4)制得的碱式磷酸铁滤饼重新进行浆化制得磷酸铁前驱体二次浆料，控制固含量为12.5％，磷酸调节pH＝1.7，泵入一级多管束静态反应器中，流速为1200mL/min，反应器温度为70℃；二级多管束静态反应器中，控制温度为90℃，转晶体后溢流到缓冲罐中保温晶化60min。
步骤(6)，将步骤(5)制得的浆料采用压滤机进行固液分离，洗涤终点电导率控制为<0.5ms/cm；
步骤(7)，将步骤(6)滤饼利用闪蒸脱水，出风温度控制115℃；闪蒸物料在570℃烧结4.0h后得到无水磷酸铁前驱体。
实施例2
步骤(1)，将磷酸一铵溶于去离子水中，制得磷浓度为68g/L的溶液，氨水调节pH＝7.0，作为磷源溶液。
步骤(2)，将净化好的硫酸亚铁溶液配制成浓度为62g/L的溶液，硫酸调节pH＝1.5；加入反应当量1.5倍的氧化剂，将亚铁溶液氧化为三价铁源溶液。
步骤(3)，将上述步骤的磷源溶液和三价铁源溶液同时加入到多管束反应器中进行反应，在反应过程中控制铁源溶液流速800mL/min和磷源溶液的流量400mL/min，反应温度60℃，采用溢流的方式得到磷酸铁前驱体一次浆料。
步骤(4)，将步骤(3)制得的磷酸铁前驱体一次浆料采用压滤机进行固液分离，洗涤终点电导率控制为<5ms/cm，得到碱式磷酸铁滤饼。
步骤(5)，将步骤(4)制得的碱式磷酸铁滤饼重新进行浆化制得磷酸铁前驱体二次浆料，控制固含量为12.5％，磷酸调节pH＝1.7，泵入一级多管束静态反应器中，流速为1200mL/min，反应器温度为70℃；二级多管束静态反应器中，控制温度为90℃，转晶体后溢流到缓冲罐中保温晶化60min。
步骤(6)，将步骤(5)制得的浆料采用压滤机进行固液分离，洗涤终点电导率控制为<0.5ms/cm；
步骤(7)，将步骤(6)滤饼利用闪蒸脱水，出风温度控制115℃；闪蒸物料在570℃烧结4.0h后得到无水磷酸铁前驱体。
实施例3
步骤(1)，将磷酸一铵溶于去离子水中，制得磷浓度为68g/L的溶液，氨水调节pH＝8.5；
步骤(2)，将净化好的硫酸亚铁溶液配制成浓度为62g/L的溶液，硫酸调节pH＝1.5；加入反应当量1.5倍的氧化剂，将亚铁溶液氧化为三价铁盐溶液。
步骤(3)，分别将步骤(1)和步骤(2)的磷源溶液和三价铁源溶液同时加入到多管束反应器中进行反应，在反应过程中分别控制三价铁源流速800mL/min和磷源溶液的流量400mL/min，反应温度60℃，采用溢流的方式得到磷酸铁前驱体一次浆料。
步骤(4)，将步骤(3)制得的磷酸铁前驱体一次浆料采用压滤机进行固液分离，洗涤终点电导率控制为<5ms/cm，得到碱式磷酸铁滤饼。
步骤(5)，将步骤(4)制得的碱式磷酸铁滤饼重新进行浆化制得磷酸铁前驱体二次浆料，控制固含量为12.5％，磷酸调节pH＝1.7，泵入一级多管束静态反应器中，流速为1200mL/min，反应器温度为70℃；二级多管束静态反应器中，控制温度为90℃，转晶体后溢流到缓冲罐中保温晶化60min；
步骤(6)，将步骤(5)制得的浆料采用压滤机进行固液分离，洗涤终点电导率控制为<0.5ms/cm；
步骤(7)，将步骤(6)滤饼利用闪蒸脱水，出风温度控制115℃；闪蒸物料在570℃烧结4.0h后得到无水磷酸铁前驱体。
实施例4
步骤(1)，将磷酸一铵溶于去离子水中，制得磷浓度为68g/L的溶液，氨水调节pH＝7.0，作为磷源溶液。
步骤(2)，将净化好的硫酸亚铁溶液配制成浓度62g/L的溶液，硫酸调节pH＝1.5；加入反应当量1.5倍的氧化剂，将亚铁溶液氧化为三价铁源溶液。
步骤(3)，将上述步骤的磷源溶液和三价铁源溶液同时加入到多管束反应器中进行反应，在反应过程中控制铁源溶液流速800mL/min和磷源溶液的流量400mL/min，反应温度60℃，采用溢流的方式得到磷酸铁前驱体一次浆料。
步骤(4)，将步骤(3)制得的磷酸铁前驱体一次浆料采用压滤机进行固液分离，洗涤终点电导率控制为<5ms/cm，得到碱式磷酸铁滤饼。
步骤(5)，将步骤(4)制得的碱式磷酸铁滤饼重新进行浆化制得磷酸铁前驱体二次浆料，控制固含量为12.5％，磷酸调节pH＝2.0，泵入一级多管束静态反应器中，流速为1200mL/min，反应器温度为70℃；二级多管束静态反应器中，控制温度为90℃，转晶体后溢流到缓冲罐中保温晶化60min。
步骤(6)，将步骤(5)制得的浆料采用压滤机进行固液分离，洗涤终点电导率控制为<0.5ms/cm；
步骤(7)，将步骤(6)滤饼利用闪蒸脱水，出风温度控制115℃；闪蒸物料在570℃烧结4.0h后得到无水磷酸铁前驱体。
实施例5
步骤(1)，将磷酸一铵溶于去离子水中，制得磷浓度为68g/L的溶液，氨水调节pH＝7.0，作为磷源溶液。
步骤(2)，将净化好的硫酸亚铁溶液配制成浓度为62g/L的溶液，硫酸调节pH＝1.5；加入反应当量1.5倍的氧化剂，将亚铁溶液氧化为三价铁源溶液。
步骤(3)，将上述步骤的磷源溶液和三价铁源溶液同时加入到多管束反应器中进行反应，在反应过程中控制铁源溶液流速800mL/min和磷源溶液的流量400mL/min，反应温度60℃，采用溢流的方式得到磷酸铁前驱体一次浆料。
步骤(4)，将步骤(3)制得的磷酸铁前驱体一次浆料采用压滤机进行固液分离，洗涤终点电导率控制为<5ms/cm，得到碱式磷酸铁滤饼。
步骤(5)，将步骤(4)制得的碱式磷酸铁滤饼重新进行浆化制得磷酸铁前驱体二次浆料，控制固含量为12.5％，磷酸调节pH＝1.2，泵入一级多管束静态反应器中，流速为1200mL/min，反应器温度为70℃；二级多管束静态反应器中，控制温度为90℃，转晶体后溢流到缓冲罐中保温晶化60min。
步骤(6)，将步骤(5)制得的浆料采用压滤机进行固液分离，洗涤终点电导率控制为<0.5ms/cm；
步骤(7)，将步骤(6)滤饼利用闪蒸脱水，出风温度控制115℃；闪蒸物料在570℃烧结4.0h后得到无水磷酸铁前驱体。
实施例6
步骤(1)，将磷酸一铵溶于去离子水中，制得磷浓度为68g/L的溶液，pH＝8.5；
步骤(2)，将净化好的硫酸亚铁溶液配制成浓度为62g/L的溶液，硫酸调节pH＝1.5；加入反应当量1.5倍的氧化剂，将亚铁溶液氧化为三价铁盐溶液。
步骤(3)，将上述步骤的磷源溶液和三价铁源溶液同时加入到多管束反应器中进行反应，在反应过程中控制铁源溶液流速600mL/min和磷源溶液的流量300mL/min，反应温度60℃，采用溢流的方式得到磷酸铁前驱体一次浆料。
步骤(4)，将步骤(3)制得的磷酸铁前驱体一次浆料采用压滤机进行固液分离，洗涤终点电导率控制为<5ms/cm，得到碱式磷酸铁滤饼。
步骤(5)，将步骤(4)制得的碱式磷酸铁滤饼重新进行浆化得到磷酸铁前驱体二次浆料，控制固含量为12.5％，磷酸调节pH＝1.7，泵入一级多管束静态反应器中，流速为1200mL/min，反应器温度为70℃；二级多管束静态反应器中，控制温度为90℃，转晶体后溢流到缓冲罐中保温晶化60min；
步骤(6)，将步骤(5)陈化制得的浆料采用压滤机进行固液分离，洗涤终点电导率控制为<0.5ms/cm；
步骤(7)，将将步骤(6)滤饼利用闪蒸脱水，出风温度控制115℃；闪蒸物料在570℃烧结4.0h后得到无水磷酸铁前驱体。
实施例7
步骤(1)，将磷酸一铵溶于去离子水中，制得磷浓度为62g/L的溶液，氨水调节pH＝7.0；作为磷源溶液。
步骤(2)，将净化好的硫酸亚铁溶液配制成浓度为55g/L的溶液，硫酸调节pH＝2.3；加入反应当量1.5倍的氧化剂，将亚铁溶液氧化为三价铁盐溶液。
步骤(3)，将上述步骤(1)和步骤(2)的磷源溶液和三价铁源溶液同时加入到多管束反应器中进行反应，在反应过程中控制铁盐流速800mL/min和磷源溶液的流量400mL/min，反应温度60℃，采用溢流的方式得到磷酸铁前驱体一次浆料。
步骤(4)，将步骤(3)制得的磷酸铁前驱体一次浆料采用压滤机进行固液分离，洗涤终点电导率控制为<5ms/cm，得到碱式磷酸铁滤饼。
步骤(5)，将步骤(4)制得的碱式磷酸铁滤饼重新进行浆化制得磷酸铁前驱体二次浆料，控制固含量为12.5％，磷酸调节pH＝1.7，泵入一级多管束静态反应器中，流速为1200mL/min，反应器温度为70℃；二级多管束静态反应器中，控制温度为90℃，转晶体后溢流到缓冲罐中保温晶化60min；
步骤(6)，将步骤(5)制得的浆料采用压滤机进行固液分离得到滤饼，洗涤终点电导率控制为<0.5ms/cm；
步骤(7)，将步骤(6)的滤饼利用闪蒸脱水，出风温度控制115℃；闪蒸物料在570℃烧结4.0h后得到无水磷酸铁前驱体。
表1.实施例1-7制成的无水磷酸铁前驱体物理性能数据检测结果
实施例1-2-3对比：随着磷源溶液pH增大，更有利于晶体析出长大；导致比表面变小。
实施例2-4-5对比：随着陈化体系酸度的增大，二水磷酸铁比表面增大；其原因随着酸度增大更有利于晶体成核；导致比表面变大。
实施例2与实施例7对比：随着铁源溶液酸度减小，氧化体系中氢氧化铁胶体表面吸附能强，更有利于晶体成核；导致比表面变大。
实施例3与实施例6对比：随着加料速度的增加，成核块，生长慢，导致瞬间析出大量的晶体，比表面变大。
图1为实施例2制备得到的二水磷酸铁前驱体SEM图，放大倍数为50000倍。
图2为实施例7制备得到的二水磷酸铁前驱体SEM图，放大倍数为50000倍。
图3是实施例7与实施例2的磷酸铁XRD衍射图谱，与对应的标准PDF卡片一致，说明比表面的改变，没有改变晶型。
从图1与图2二水磷酸铁前驱体SEM图比较，图1(实施例2)一次颗粒形貌类似长方体，而图2(实施例7)二水磷酸铁的一次颗粒变小，由实施例2的长方体演变为梭形，并且梭形的厚度变薄，导致二水磷酸铁的比表面增大；这一结果与表1中二水磷酸铁的比表面测试结果相吻合。
表2.磷酸铁锂正极材料理化和电性能数据汇总对比
将上述实施例制备的磷酸铁分别制备成磷酸铁锂进行电性能表征，其结果如表2所示。实施例3，7两种体系对应的压实密度、克容量较好，可能原因是磷酸铁制备过程一次颗粒大小级配，提高了压实密度，小颗粒的存在提升了容量的发挥。
上述实施例，仅仅是对本发明技术方案的部分进行的基本阐述，应该理解的是，对于本领域的技术人员而言，基于本发明技术方案所作的任何等效变换，均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可调控比表面的磷酸铁的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)，将磷酸盐溶于水中，制得一定浓度的磷源溶液，使用氨水调节其pH值为6.0-9.5；所述磷酸盐为磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸中的至少一种；
步骤(2)，将硫酸亚铁溶解、净化除杂制得一定浓度的亚铁盐溶液，使用硫酸调节其pH值为1.0-2.5；加入氧化剂，制备得到三价铁源溶液；
步骤(3)，分别将步骤(1)和步骤(2)的磷源溶液和铁源溶液同时通入到多管束静态反应器中进行反应，控制物料流速度、以及反应温度，得到磷酸铁前驱体一次浆料；所述反应温度为40-70℃；
步骤(4)，将步骤(3)制得的磷酸铁前驱体一次浆料采用压滤机进行固液分离，洗涤终点电导率控制为<5ms/cm，得到碱式磷酸铁滤饼；
步骤(5)，将洗涤后的碱式磷酸铁滤饼重新浆化制得浆料，进行陈化反应；将浆料通入一级多管束静态反应器进行混合调节pH，控制体系pH＝1.0-2.0；再通入二级多管束静态反应器进行陈化反应，反应温度控制在90±2℃；
步骤(6)，将步骤(5)制得的浆料采用压滤机进行固液分离，洗涤终点电导率控制为<0.5ms/cm；
步骤(7)，将步骤(6)二水磷酸铁滤饼进行闪蒸脱水，高温煅烧后得到无水磷酸铁。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述磷源溶液的浓度为58-78g/L，进一步磷源溶液浓度为66-70g/L。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述亚铁盐溶液的浓度为50-70g/L，进一步铁源溶液浓度为58-66g/L。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述磷源溶液加入反应器的速度为300-500mL/min，三价铁源溶液加入反应器的速度为600-1000mL/min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述浆料泵入一级多管束静态反应器中，流速为1200mL/min，反应器温度为70℃。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述二级多管束静态反应器中转晶体后溢流到缓冲罐中保温晶化60-90min。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(7)中所述闪蒸脱水的出风温度为110-120℃；高温煅烧控制在570-585℃，4小时。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述氧化剂用量为反应当量的1.1-1.5倍。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述氧化剂包括双氧水、臭氧或氧气中的一种。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所制备磷酸铁的铁磷比在0.96-0.97之间。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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