一种制备磷酸铁锂前躯体的低能耗湿法研磨方法技术

一种制备磷酸铁锂前躯体的低能耗湿法研磨方法,工艺步骤如下：原料仓内的各固体粉状原料经称重计量后进入高速分散罐；混合原料与脱盐水同时进入高速分散罐，并在脱盐水中均匀分散，固体粉料与水混合充分，出料浓度在500‑700g/L,控制温度≤35℃；分散后均匀浆料溢流进湿球磨进行初级研磨，研磨后粒径DN50＜500nm，进入缓冲罐冷却，保持温度≤35℃，进入砂磨机；研磨后的料浆在砂磨机内进行二次研磨，研磨充分后进入经旋流器分级；通过旋流器分级后的少量粗料回湿球磨循环，合格混合料进入储罐，以备后续生产。

A Low Energy Consumption Wet Grinding Method for Preparing Lithium Iron Phosphate Precursor

【技术实现步骤摘要】
一种制备磷酸铁锂前躯体的低能耗湿法研磨方法本专利技术属于磷酸铁锂生产领域，具体涉及了一种制备磷酸铁锂前躯体的低能耗湿法研磨方法。
技术介绍
随着目前世界能源的紧缺新能源汽车已成为汽车市场的发展趋势，尤其是以纯电动汽车为代表的新能源汽车前景被广泛看好，因此作为组成锂电池的正极材料产业也将迎来快速发展期。磷酸铁锂作为锂电池正极材料价格便宜、安全性好、环境友好、适合大功率锂离子动力电池要求，是锂电池最佳的正极材料。以它作为正极材料的锂离子动力电池将为电动自行车、混合电动车提供可靠的移动能源供给。因此，磷酸铁锂成为国内外锂离子动力电池正极材料研发重点。现在的磷酸铁锂合成方法主要有三种：分别为草酸亚铁法、氧化铁法和磷酸铁法。随着工艺技术的进步，磷酸铁法慢慢占据主导地位。但无论哪种生产方法，都需要将反应原料（前躯体）进行配料，混合均匀后干燥，然后烧结成磷酸铁锂，最后经破碎后处理后得到合格的锂电池正极材料。现在生产上的主流工艺是以砂磨组合使用为主，使用的砂磨机偏小型化，且投资大、能耗高，生产出的磷酸铁锂成本也相应较高。总之，设备成本过高、能耗过高是目前磷酸铁锂前躯体生产存在的主要问题。如何将有效的解决以上缺点，并进一步优化，是本专利技术需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述存在的缺陷而提供一种制备磷酸铁锂前躯体的低能耗湿法研磨方法。本专利技术一种制备磷酸铁锂前躯体的低能耗湿法研磨方法,主要设备包括原料计量系统，冷水系统，高速分散装置，湿球磨，缓冲罐，砂磨机，旋流器，使用原料计量系统配比原料后，进入高速分散装置和湿球磨分散研磨，有效的使原料混合充分并分散均匀，经缓冲罐进入砂磨机研磨后，通过旋流器分级后粗料循环，合格混合料进入后续生产，工艺步骤如下：步骤1原料仓内的各固体粉状原料经称重计量后进入高速分散罐；混合原料与脱盐水同时进入高速分散罐，并在脱盐水中均匀分散，固体粉料与水混合充分，出料浓度在500-700g/L,控制温度≤35℃；步骤2分散后均匀浆料溢流进湿球磨进行初级研磨，研磨后粒径DN50＜500nm，进入缓冲罐冷却，保持温度≤35℃，进入砂磨机；步骤3研磨后的料浆在砂磨机内进行二次研磨，研磨充分后进入经旋流器分级；步骤4通过旋流器分级后的少量粗料回湿球磨循环，合格混合料进入储罐，以备后续生产。优选技术方案步骤1中称重计量为称重螺旋输送装置。优选技术方案步骤2中湿球磨内衬氧化铝陶瓷衬砖，研磨体为直径6mm、8mm、10mm三种氧化锆球，研磨体填充率为30%-35%，有效容积15m³，产能为5-6吨/小时，能保证初级研磨的混合料浆粒径达到DN50＜500nm。优选技术方案步骤2中初步研磨后的料浆经除铁器进入砂磨机进行研磨，可以有效的减少磁性污染，砂磨机容积为1000L，较之其它工艺的砂磨机选型较大，可以有效的提高产能，同时二次研磨后粒径可控在D50200-400nm范围内，浓度为500-700g/L，随工艺要求进行调节，所述砂磨机为棒销式砂磨机，内衬聚氨酯，研磨体为0.4-0.6微米锆珠。本工艺中由于湿球磨承担了主要的研磨任务，砂磨机的研磨耗能较小，内衬材质无须使用现在主流使用的碳化硅，选用聚氨酯即可达到工艺要求，同时保证了砂磨机的大型化，减少砂磨机使用数量，提高了产能的同时，大大降低了能耗。本工艺使用的系统装置可实现无人操作，可由DCS系统控制。本工艺生产出的浆料不易分层、粒径均一可控、质量稳定。本工艺所使用的该套装置每小时产能可达为5吨/小时左右以上。本专利技术的有益效果为：。本专利技术比行业内传统的以砂磨机为主的研磨方法投资节省70%以上，平均能耗低于同行业50%以上。1、投资少：投资额为其他工艺的30%-40%；本工艺生产出的浆料不易分层、粒径均一可控、质量稳定,本工艺所使用的该套装置每小时产能可达为5吨/小时左右以上。该研磨过程吨产品耗电700-800度，而现有技术耗电大于1600度，运行成本600-700元，现有主流的只使用砂磨机的湿法研磨方法运行成本在1300-1400元左右附图说明：图1所示为本专利技术的工艺流程示意图。图中，1.粉料原料仓（铁源、锂源、炭源），2.脱盐水泵，3.高速分散罐，4.湿球磨，5.中转缓冲罐，6.砂磨供料泵，7.砂磨机，8.旋流器，9.储料罐，10.冷水系统.11除铁器。具体实施方式结合附图1对本专利技术进一步描述具体流程为:粉料原料仓（1）内的各固体粉状原料经称重螺旋准确计量后进入高速分散罐（3）；脱盐水通过脱盐水泵（2）和固体粉状原料同时进入高速分散罐（3），并在脱盐水中均匀分散，控制出料浓度在500-700g/L，控制温度≤35℃；分散后均匀浆料溢流进湿球磨（4）进行初级研磨，研磨后粒径DN50＜500nm，进入中转缓冲罐（5），保持温度≤35℃，通过砂磨供料泵（6）进入砂磨机（7）；初步研磨后的料浆在砂磨机（7）内进行二次研磨，研磨充分后进入经旋流器（8）分级；通过旋流器（8）分级后的少量粗料回湿球磨(3)循环，合格混合料进入储料罐(9)，以备后续生产。冷水系统（10）对湿球磨(3)和中转缓冲罐(5)及砂磨机(7)进行温度控制。湿球磨(3)内衬氧化铝陶瓷衬砖，研磨为体直径6mm、8mm、10mm三种氧化锆球，研磨体填充率为30%-35%，有效容积15m³，产能为5-6吨/小时，能保证初级研磨的混合料浆粒径达到DN50＜500nm。初步研磨后的料浆经除铁器(11)进入砂磨机(7)进行研磨，可以有效的减少磁性污染，砂磨机(7)容积为1000L，较之其它工艺的砂磨机选型较大，可以有效的提高产能，同时二次研磨后粒径可控在D50200-400nm范围内，可根据产品要求调整粒径，浓度为500-700g/L。本工艺采用棒销式砂磨机(7)，内衬聚氨酯，研磨体为0.4-0.6微米锆珠。旋流器通过旋流分级后有效的保证了供给后续生产的混合溶液的稳定性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备磷酸铁锂前躯体的低能耗湿法研磨方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1原料仓内的各固体粉状原料经称重计量后进入高速分散罐；混合原料与脱盐水同时进入高速分散罐，并在脱盐水中均匀分散，固体粉料与水混合充分，出料浓度在500‑700g/L,控制温度≤35℃；步骤2分散后均匀浆料溢流进湿球磨进行初级研磨，研磨后粒径DN50＜500nm，进入缓冲罐冷却，保持温度≤35℃，进入砂磨机；步骤3研磨后的料浆在砂磨机内进行二次研磨，研磨充分后进入经旋流器分级；步骤4通过旋流器分级后的少量粗料回湿球磨循环，合格混合料进入储罐，以备后续生产。

【技术特征摘要】
1.一种制备磷酸铁锂前躯体的低能耗湿法研磨方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1原料仓内的各固体粉状原料经称重计量后进入高速分散罐；混合原料与脱盐水同时进入高速分散罐，并在脱盐水中均匀分散，固体粉料与水混合充分，出料浓度在500-700g/L,控制温度≤35℃；步骤2分散后均匀浆料溢流进湿球磨进行初级研磨，研磨后粒径DN50＜500nm，进入缓冲罐冷却，保持温度≤35℃，进入砂磨机；步骤3研磨后的料浆在砂磨机内进行二次研磨，研磨充分后进入经旋流器分级；步骤4通过旋流器分级后的少量粗料回湿球磨循环，合格混合料进入储罐，以备后续生产。2.根据权利要求1所述一种制备磷酸铁锂前躯体的低能耗湿法研磨方法，其特征在于，步骤1中称重计量为称重螺旋输送装置。3.根据权利要求1所述一种制备磷酸铁锂前躯体的低能耗湿法...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕天宝，马文国，徐岩岭，张云峰，张占儒，刘文财，于文刚，孙瑞军，张绍伟，
申请(专利权)人：山东鲁北企业集团总公司，山东鑫动能锂电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37