JPS5879829A - 二硫化鉄の製造方法 - Google Patents
二硫化鉄の製造方法Info
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- JPS5879829A JPS5879829A JP56178504A JP17850481A JPS5879829A JP S5879829 A JPS5879829 A JP S5879829A JP 56178504 A JP56178504 A JP 56178504A JP 17850481 A JP17850481 A JP 17850481A JP S5879829 A JPS5879829 A JP S5879829A
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- iron disulfide
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- 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
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電池用正極活物質として用いられる二硫化鉄(
F@8m)の製造方法に関する。
F@8m)の製造方法に関する。
黄鉄鉱(pyr口・)は二硫化鉄(Pe5t)O天然鉱
物として一般によく知られ、かつ地球上に多量に存在す
る鉱物であるが、天然の黄鉄鉱は爽雑物を多く含有して
おり、二硫化鉄としての品位が低い。一方近年において
、電子機器、例えば、電卓、電子式時計、ラジオ勢の多
様化、高度化に伴い、それら電子機器の電気エネルギー
源としてO電池も用途に応じた性能を斃揮する事が要求
され、電池構成物質である正極活物質も非常に多くの種
類のものが取シ上けられるに至っている。
物として一般によく知られ、かつ地球上に多量に存在す
る鉱物であるが、天然の黄鉄鉱は爽雑物を多く含有して
おり、二硫化鉄としての品位が低い。一方近年において
、電子機器、例えば、電卓、電子式時計、ラジオ勢の多
様化、高度化に伴い、それら電子機器の電気エネルギー
源としてO電池も用途に応じた性能を斃揮する事が要求
され、電池構成物質である正極活物質も非常に多くの種
類のものが取シ上けられるに至っている。
二硫化鉄は、それらの中から、非水溶液系電池例えばリ
チウムやアルミニウム等を負極活物質とし有機系電解液
例えばプロピレンカーlネイトKim塩素酸すチクムを
溶解させたもの、又はTHF(テトラヒドロフラン)
K LkALklatflj解したもの等を電解液とし
て構成した、電池の正極活物質として用いられ、その高
エネルギー密度は有望なエネルギー源として期待されて
いる。
チウムやアルミニウム等を負極活物質とし有機系電解液
例えばプロピレンカーlネイトKim塩素酸すチクムを
溶解させたもの、又はTHF(テトラヒドロフラン)
K LkALklatflj解したもの等を電解液とし
て構成した、電池の正極活物質として用いられ、その高
エネルギー密度は有望なエネルギー源として期待されて
いる。
ところが前述のように天然の黄鉄鉱は二憾化鉄(F@8
重)の品位が低く、lO〜1596もの真雑物、不純物
を含有するため、そのままでは電池用正極活物質として
用いることができない。
重)の品位が低く、lO〜1596もの真雑物、不純物
を含有するため、そのままでは電池用正極活物質として
用いることができない。
しかも上記爽雑物、不純物を分離除去するのは容易では
なく、例えばテトラブロモエタン等によって何十回4の
精義操作をIi#シ返さなけれは#11度の高い二硫化
鉄を得る事は出来ないという大きな難点がある。
なく、例えばテトラブロモエタン等によって何十回4の
精義操作をIi#シ返さなけれは#11度の高い二硫化
鉄を得る事は出来ないという大きな難点がある。
一方、鉄と硫黄を原料とじF・+28−4F@Szの反
応に従って二硫化鉄(Fogg)を人為的に製造する試
みもあるが二硫化鉄(Fe8m)よシも硫化鉄(Fe8
)の方が生成し易く、しかも生成した硫化鉄(F・S
)は稠密硬質な塊状瞼である為に一旦生成してしまった
硫化鉄(Fe3 )に硫黄がなかなか進入できず大部分
が硫化鉄(Fe3 )のt1残シ反応が進行しない状態
に留まる。
応に従って二硫化鉄(Fogg)を人為的に製造する試
みもあるが二硫化鉄(Fe8m)よシも硫化鉄(Fe8
)の方が生成し易く、しかも生成した硫化鉄(F・S
)は稠密硬質な塊状瞼である為に一旦生成してしまった
硫化鉄(Fe3 )に硫黄がなかなか進入できず大部分
が硫化鉄(Fe3 )のt1残シ反応が進行しない状態
に留まる。
ζζで、鉄と硫黄を微粉砕して、鉄と硫黄とSm会をよ
p均質になしたとしても、鉄粉から一気に二硫化鉄(F
ast) K到達し得るのは反応内答物のうち、”/’
go M+< ”10にしかならないのが通常であって
、二硫化鉄(Fe8m)の生成率が極めて低いという問
題がある。
p均質になしたとしても、鉄粉から一気に二硫化鉄(F
ast) K到達し得るのは反応内答物のうち、”/’
go M+< ”10にしかならないのが通常であって
、二硫化鉄(Fe8m)の生成率が極めて低いという問
題がある。
本発明は電池用として極めて高純度の二憾化鉄(Fe8
1)、七安定にしかも効率よく製造する方法を提供する
ものであって、その構成は、鉄と硫黄の混合物を加熱反
応させて硫化鉄を生成させる菖一工程と、・、骸硫化鉄
を粉砕し、更に硫黄を添加混合した後に加熱して二硫化
鉄を製造する第二工程とからなることを%黴とする。
1)、七安定にしかも効率よく製造する方法を提供する
ものであって、その構成は、鉄と硫黄の混合物を加熱反
応させて硫化鉄を生成させる菖一工程と、・、骸硫化鉄
を粉砕し、更に硫黄を添加混合した後に加熱して二硫化
鉄を製造する第二工程とからなることを%黴とする。
以下に本発明を実施例と共に詳細に説明する。
鉄粉と硫黄とを反応させて二硫化鉄(Fe3りを生成さ
せるに際し、硫黄の配合量がいかに適量であっても、反
応の途中段NK結合力の大きい硫化鉄(Fe8りの反応
系が存在する以上、それを阻害した反応を行なわしめる
事は不可能である。そζで本発明で拡、高品位な二硫化
鉄(Feeg)を効率よく生成させるためその一段階と
して鉄粉と硫黄とを硫化鉄(Fe8 )生成のみに限定
した量比に配合し、生成した稠密硬質な硫化鉄(Fe8
) tこまかく粉砕してこれを次の鮪二段階反応の原
料とすることによって、二硫化鉄(Fe8m)を容易に
しかも粉末状にて生成させる。
せるに際し、硫黄の配合量がいかに適量であっても、反
応の途中段NK結合力の大きい硫化鉄(Fe8りの反応
系が存在する以上、それを阻害した反応を行なわしめる
事は不可能である。そζで本発明で拡、高品位な二硫化
鉄(Feeg)を効率よく生成させるためその一段階と
して鉄粉と硫黄とを硫化鉄(Fe8 )生成のみに限定
した量比に配合し、生成した稠密硬質な硫化鉄(Fe8
) tこまかく粉砕してこれを次の鮪二段階反応の原
料とすることによって、二硫化鉄(Fe8m)を容易に
しかも粉末状にて生成させる。
まず本発明の一次処履につbて説明する。−次処履のJ
l[料として鉄粉、硫黄を用いる。これら原料の粒度、
量比、処理方法はそれぞれ次の過シである。
l[料として鉄粉、硫黄を用いる。これら原料の粒度、
量比、処理方法はそれぞれ次の過シである。
0粒[:鉄粉の粒度は反応表面積が大きく、連中かにし
かも確実に反応を完結させるために出来るだけ小さなも
のがよい。100メツシュ以下位が調合も円滑でよいが
325メツシユ以下なら尚、好適である。硫黄社通常フ
レーク状のもOであるが調合を円滑にする為には80メ
ツシュ以下位に粉砕するのがよい。
かも確実に反応を完結させるために出来るだけ小さなも
のがよい。100メツシュ以下位が調合も円滑でよいが
325メツシユ以下なら尚、好適である。硫黄社通常フ
レーク状のもOであるが調合を円滑にする為には80メ
ツシュ以下位に粉砕するのがよい。
■量比二鉄粉と硫黄粉とを混合するに際し、硫黄粉の量
をF・+84F・Sの硫化鉄反応における化学理論量よ
シも5〜101111f多く混合すると反応が円滑に進
む。
をF・+84F・Sの硫化鉄反応における化学理論量よ
シも5〜101111f多く混合すると反応が円滑に進
む。
■II&場方法:上記鉄粉と硫黄粉とを所定の量比K1
11合した調合鉱(−次真合鉱)を密閉系1FIIrF
、例えば素焼きルツ&に蓋をしたものを更に鉄製の容1
)K内蔵し蓋をしたもの勢に装入し、300〜i、oo
o℃の範囲で2〜6時間加熱反応させ、放冷後、内容物
を取出す。
11合した調合鉱(−次真合鉱)を密閉系1FIIrF
、例えば素焼きルツ&に蓋をしたものを更に鉄製の容1
)K内蔵し蓋をしたもの勢に装入し、300〜i、oo
o℃の範囲で2〜6時間加熱反応させ、放冷後、内容物
を取出す。
一次硫化の加熱温度は260℃以上あれば硫化鉄を生成
させる事も出来るが、工業的には290〜5ooc以上
が好ましい。温度の上限社工業的には1,000℃11
度までである。熱エネルギーコストの面から、下限に近
い300℃程度で反応を行なわせるのが得策である。反
応時間は、2時間もあれば充分セ゛あるが装入量によっ
ては2時間以上加熱する場合もある。
させる事も出来るが、工業的には290〜5ooc以上
が好ましい。温度の上限社工業的には1,000℃11
度までである。熱エネルギーコストの面から、下限に近
い300℃程度で反応を行なわせるのが得策である。反
応時間は、2時間もあれば充分セ゛あるが装入量によっ
ては2時間以上加熱する場合もある。
次に上記−次461!で得た硫化鉄を二次硫化処理する
。
。
二次処理の粒度、量比、処理方法はそれぞれ次の通りで
ある。
ある。
■粒lLニー次処理で得た硫化鉄(Fe3 )を100
メツシユ以下に微粉砕する。
メツシユ以下に微粉砕する。
■量比二上記憶化鉄粉に硫黄粉を混合するに際し、硫黄
粉の量をFeS+S→F・Sg の二硫化鉄反応弐に
おける化学理論量よシも5〜10111a度多く混合す
ると反応が円滑に進む。
粉の量をFeS+S→F・Sg の二硫化鉄反応弐に
おける化学理論量よシも5〜10111a度多く混合す
ると反応が円滑に進む。
■処鳳方法:上記硫化鉄粉と硫黄粉とを所定の量比に混
合した調合鉱(二次調合鉱)を上記密閉系容器に装入し
、aOO〜600℃の範囲で1〜5時間加熱反応せしめ
た後放冷して、二億化鉄(F・Sm)を得る。この時二
硫化鉄(Feam)ははソ粉状のt\であるから、簡単
な粉砕又は解砕でもとの粒度に戻す事が可能である。該
二次旭履において加熱温度が270〜280t:以上で
あれば二硫化鉄F@emを生成するものの、反応の進行
が充分ではなく350〜370t程度に保持すると1〜
2時間の範囲において反応は完結する。二次硫化の加熱
温度の上限は工業的には500℃以下に留めるべきで、
これより高い場合、例えば600℃を越えると事実上二
硫化鉄(F@8m) (0分解かはじまシ、高純度の二
硫化鉄(F@8g)が得られなくなる。
合した調合鉱(二次調合鉱)を上記密閉系容器に装入し
、aOO〜600℃の範囲で1〜5時間加熱反応せしめ
た後放冷して、二億化鉄(F・Sm)を得る。この時二
硫化鉄(Feam)ははソ粉状のt\であるから、簡単
な粉砕又は解砕でもとの粒度に戻す事が可能である。該
二次旭履において加熱温度が270〜280t:以上で
あれば二硫化鉄F@emを生成するものの、反応の進行
が充分ではなく350〜370t程度に保持すると1〜
2時間の範囲において反応は完結する。二次硫化の加熱
温度の上限は工業的には500℃以下に留めるべきで、
これより高い場合、例えば600℃を越えると事実上二
硫化鉄(F@8m) (0分解かはじまシ、高純度の二
硫化鉄(F@8g)が得られなくなる。
上記本発明によれば、二硫化鉄(F@Sx)の純分が9
8−にも達し、残夛成分もF・Sz(x = 1以上又
はり、S以下)で、これはF@Ss同様K例えばリチク
ム電池勢において正極活物質として使用されるもので、
全く電池反応に支障をきたさない成分であ如、天然鉱(
黄鉄鉱)の場合のF@8m以外O残分(シリカ、重金属
、その他不純物)とはそO性質が異なる〇 以下本発明の詳細をlI施例について説明する。
8−にも達し、残夛成分もF・Sz(x = 1以上又
はり、S以下)で、これはF@Ss同様K例えばリチク
ム電池勢において正極活物質として使用されるもので、
全く電池反応に支障をきたさない成分であ如、天然鉱(
黄鉄鉱)の場合のF@8m以外O残分(シリカ、重金属
、その他不純物)とはそO性質が異なる〇 以下本発明の詳細をlI施例について説明する。
実施例(監)
一次原料として鉄粉100f(粒度は一325メツシュ
91チ)と硫黄粉(フレーク状品を一100メツシュに
粉砕したも0)s3tとを、磁製乳鉢でよく混合して、
−次調合鉱とする。
91チ)と硫黄粉(フレーク状品を一100メツシュに
粉砕したも0)s3tとを、磁製乳鉢でよく混合して、
−次調合鉱とする。
これを磁製ルツざに入れて密閉蓋をし、これを更に鉄製
容器に装入して密閉した4のを、電気マツフル炉によっ
て330℃に加熱し、3時間保持する。その後、ルッが
を取り出して放冷後、反応によって生成し危硫化鉄を振
動ミルにて粉砕する。得られた粉末状硫化鉄を二次調金
鉱の原料として使用する。二次調合鉱の割合は、粉末状
硫化鉄(−100メツシユ)50fに対し、硫黄粉(−
100メツシユ)を202加え、磁製乳鉢でよく混合す
る。これを磁製ルツIに入れて密閉蓋をし、これを更に
鉄製容器内に装入して密閉したものを電気マツフル炉に
よって今度は380℃に加熱し、3時間保持する。
容器に装入して密閉した4のを、電気マツフル炉によっ
て330℃に加熱し、3時間保持する。その後、ルッが
を取り出して放冷後、反応によって生成し危硫化鉄を振
動ミルにて粉砕する。得られた粉末状硫化鉄を二次調金
鉱の原料として使用する。二次調合鉱の割合は、粉末状
硫化鉄(−100メツシユ)50fに対し、硫黄粉(−
100メツシユ)を202加え、磁製乳鉢でよく混合す
る。これを磁製ルツIに入れて密閉蓋をし、これを更に
鉄製容器内に装入して密閉したものを電気マツフル炉に
よって今度は380℃に加熱し、3時間保持する。
その後、ルツlを取シ出して放冷後、反応によって生成
した二硫化鉄(F・am)を振動オルで粉砕すると一2
00メツシュの微粉末二硫化鉄(F@am)が得られる
。得られた二硫化鉄(Fast)の純度は98−で残分
け(F@e、*i S ) 1.5 sであった。
した二硫化鉄(F・am)を振動オルで粉砕すると一2
00メツシュの微粉末二硫化鉄(F@am)が得られる
。得られた二硫化鉄(Fast)の純度は98−で残分
け(F@e、*i S ) 1.5 sであった。
尚、生成した二硫化鉄は粉状のま\で、若干園tつ九程
度であシ、1w1機等によっても、十分微粉化が可能で
ある。従って、強力な粉砕機は全く必要としない。
度であシ、1w1機等によっても、十分微粉化が可能で
ある。従って、強力な粉砕機は全く必要としない。
実施例(厘)
一次原料として鉄粉100f(粒度−io。
メッシユ100s)と硫黄粉(実施例(1)で用いたも
のに同じ)63fとを、磁製乳鉢で均一になるようによ
〈混合し、この−字調合鉱を磁製ルツかに入れて密閉し
、これを、更に別に用意し九鉄製容11に装入して密閉
したものを電気オツフルfKよって800℃に2時間保
持する。
のに同じ)63fとを、磁製乳鉢で均一になるようによ
〈混合し、この−字調合鉱を磁製ルツかに入れて密閉し
、これを、更に別に用意し九鉄製容11に装入して密閉
したものを電気オツフルfKよって800℃に2時間保
持する。
その後、ルツ−を取シ出して放冷後、反応によって生成
した硫化鉄(1!質塊状愉)を振動ミルにて粉砕する。
した硫化鉄(1!質塊状愉)を振動ミルにて粉砕する。
得られた粉末状硫化鉄を二次調合鉱01[料として使用
する。二次調合鉱の割合は験末硫化鉄50fK対し、硫
黄粉(−100メ◆b>)を201加え、磁製乳鉢でよ
く混合する・これを磁製ルツlに入れて密閉する。これ
と全く殉じものを計7本用意し、加熱温度を変えて生成
する二硫化鉄の純分を調べたところ第1表の結果が得ら
れた・ 第 1 表 醜1〜−7の二硫化鉄をX線回折により調べ九結果、ム
8TMカード1a24−76(等軸、F・8s + P
yrit・)に類似する事が知られた。
する。二次調合鉱の割合は験末硫化鉄50fK対し、硫
黄粉(−100メ◆b>)を201加え、磁製乳鉢でよ
く混合する・これを磁製ルツlに入れて密閉する。これ
と全く殉じものを計7本用意し、加熱温度を変えて生成
する二硫化鉄の純分を調べたところ第1表の結果が得ら
れた・ 第 1 表 醜1〜−7の二硫化鉄をX線回折により調べ九結果、ム
8TMカード1a24−76(等軸、F・8s + P
yrit・)に類似する事が知られた。
第2表
上記実施例ψ)の結果から明らかなように、二硫化鉄を
生成させる温度は250℃〜600℃において可能であ
るが700℃付近においては二硫化鉄(Fe8s)が分
解するため、工業的に有用な領域は350〜400℃付
近である。
生成させる温度は250℃〜600℃において可能であ
るが700℃付近においては二硫化鉄(Fe8s)が分
解するため、工業的に有用な領域は350〜400℃付
近である。
次に本発明において得られる二硫化鉄(FeSz)は、
そ10%分が、例えば、第1表#IQ2の55%であっ
て4残シ40〜44チはX11回折回折上って調べると
、F會81(x=1〜1.3)である。
そ10%分が、例えば、第1表#IQ2の55%であっ
て4残シ40〜44チはX11回折回折上って調べると
、F會81(x=1〜1.3)である。
このFe8sは例えばリチウム電池においては、有用な
正極活物質として使用されるものであるから、電池反応
においては全く問題なく、天然の黄鉄鉱中における不純
物とは異なり、結局生成したF・8! + FIS3C
の#1ぼ全量を電池用正極活物質として用いることがで
きる。
正極活物質として使用されるものであるから、電池反応
においては全く問題なく、天然の黄鉄鉱中における不純
物とは異なり、結局生成したF・8! + FIS3C
の#1ぼ全量を電池用正極活物質として用いることがで
きる。
以上詳細に説明したように本発明に係る二硫化鉄(Fe
8s)は極めて高品位であシ、電池用正極活物質として
最適な性質を有する。
8s)は極めて高品位であシ、電池用正極活物質として
最適な性質を有する。
特許出願人 三井金属鉱業株式会社
Claims (1)
- 鉄と硫黄の混金物を加熱反応させて硫化鉄を生成させる
第一工程と、該硫化鉄を粉砕し、更に硫黄を添加混合し
九後に加熱して二硫化鉄を製造する第二工程とからなる
ことを特徴とする二硫化鉄O製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56178504A JPS5879829A (ja) | 1981-11-07 | 1981-11-07 | 二硫化鉄の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56178504A JPS5879829A (ja) | 1981-11-07 | 1981-11-07 | 二硫化鉄の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5879829A true JPS5879829A (ja) | 1983-05-13 |
Family
ID=16049614
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56178504A Pending JPS5879829A (ja) | 1981-11-07 | 1981-11-07 | 二硫化鉄の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5879829A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996037296A1 (fr) * | 1995-05-25 | 1996-11-28 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Sulfures de fer et leur procede de production |
JP2010540387A (ja) * | 2007-09-28 | 2010-12-24 | エバレデイ バツテリ カンパニー インコーポレーテツド | 合成黄鉄鉱を生成するプロセス |
CN102424429A (zh) * | 2011-08-25 | 2012-04-25 | 重庆大学 | 用天然硫铁矿制备硫化铁薄膜的方法 |
CN103950890B (zh) * | 2014-05-19 | 2015-08-19 | 合肥工业大学 | 一种FeS2黄铁矿微球的制备方法及其应用 |
-
1981
- 1981-11-07 JP JP56178504A patent/JPS5879829A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US6056935A (en) * | 1995-05-25 | 2000-05-02 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Iron sulfide and process for producing the same |
US6258259B1 (en) | 1995-05-25 | 2001-07-10 | Asashi Kasei Kabushiki Kaisha | Iron sulfide and process for producing the same |
CN1089278C (zh) * | 1995-05-25 | 2002-08-21 | 旭化成株式会社 | 硫化铁及其制造方法 |
JP2010540387A (ja) * | 2007-09-28 | 2010-12-24 | エバレデイ バツテリ カンパニー インコーポレーテツド | 合成黄鉄鉱を生成するプロセス |
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CN103950890B (zh) * | 2014-05-19 | 2015-08-19 | 合肥工业大学 | 一种FeS2黄铁矿微球的制备方法及其应用 |
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