由磷铁在CO2气氛中制备LixFeyPzO4的方法技术

本发明专利技术涉及由磷铁在CO2气氛中制备LixFeyPzO4的方法，以磷铁为LixFeyPzO4提供全部铁元素和部分磷元素，按照总的锂元素、总的铁元素和总的磷元素的摩尔比为(0.9~1.1):1:1添加需要的锂源和补充不足的磷源与磷铁进行混合配料形成前驱体，经球磨、干燥后在CO2气氛中进行焙烧得到LixFeyPzO4成品。该方法克服了现有反应气氛造成本高昂、品种单一的不足，有效地利用了CO2废气，使其在作保护气氛的同时为磷铁中的P提供氧化的氧源，一步焙烧得到LixFeyPzO4成品，变废为宝。整个反应控制条件能够除去磷铁中的杂质，反应产生的尾气CO与热空气反应形成CO2并循环利用，实现绿色环保清洁生产，此外，反应工艺流程简单易控，成本低廉，对设备要求低，资源利用率高。

【技术实现步骤摘要】
由磯铁在C〇2气氛中制备Li/SyPA
本专利技术属于材料制造工艺
，特别是涉及由磯铁在c〇2气氛中制备 LixFeyPz〇4的新方法。
技术介绍
[000引 目前制备LiyFeyP见电极材料时，反应气氛多采用馬、Ar、&、CO等惰性气体或还 原气体，该些气体需要专口制造生产，成本高，本专利技术开辟了直接利用工业废气O),为反应 气氛制备Li沪兑材料的新工艺路线，拓展了 C02的应用途径，克服了目前电极材料生 产气氛价格高昂，原料单一的缺点，开发了 0化新的利用途径W及LiyFeyP,04的新制备工艺 方法。本专利技术从源头上创新，创造性的提出一种由磯铁为主要原料在C02气氛下赔烧制备 LiyFeyP,04的全新工艺路线。 众所周知，（?是人类消耗能源的必然产物，也是造成环境问题的罪魁祸首。随着 全球气候变暖现象的日益加重，温室气体的排放已经受到全世界的广泛关注。自从工业革 命W来，由于人类活动排放的W二氧化碳为主的温室气体已经成为影响全球气候变暖的主 要因素。其中，化石燃料燃烧所释放的二氧化碳量占人类活动二氧化碳的排放量的80% W 上。因此，能有效的利用C〇2,使其变废为宝应用于生产中是解决环境压力最好的方式，同时 也降低了制造成本。 磯铁是磯与铁形成的合金，略有金属光泽，比重较大，资源丰富，来源广泛，可W是 矿物或其冶炼产物、也可W是黄磯或巧镇磯服等磯化工和娃酸盐化工等生产中的副产物、 也可自制，产量较大，仅电炉法磯生产工艺中，生产1吨黄磯副产磯铁8(T150公斤，其中， Ww= 189T26%、r<w >70%。我国的磯铁资源丰富，应用领域非常有限，市场价格比较低，大 部分廉价出口或被商贸部口W粗品收购。磯铁中的杂质可W通过控制原料来减少，也可W 通过针对性的提纯巧日重烙、重结晶、碱烙、电解、转化成其他物质等）降低至满足Li JeyP典4 产品的行业标准要求。为了提升磯铁的品位，我们在国际上率先提出了利用来源丰富的价 廉磯铁制备电极材料的新思路[中国专利CN101219783A]和由磯铁制备LiyFeyP,〇4的特殊 实施工艺[中国专利2009101677579]，需要另外补充氧源供磯铁中的P氧化，氧量精确控 制和防止氧局部过氧化比较难，而且会增加通氧引起的设备费用。为了简化制备工艺，有效 利用工业废气来降低生产成本，进而减小环境压力，本专利技术提出了一种与上述专利技术完全不 同的新型简单方法；W磯铁、含磯酸性化合物W及含裡化合物为原料，在(?气氛下一次赔 烧制备LixFeyPz〇4 (尤其指LWeP〇4、Li化2/3口〇4心4/和4爪/7〇4)，利用C〇2中的氧为磯铁中的 P氧化生成（PCV3)提供氧源，很好的利用了 C化废气，使其既能作保护气氛的同时又能参与 反应，制备工业简单，清洁环保，反应易操作。 [000引到目前为止，国内外还没有发现利用磯铁在C02气氛下制备LixFeyPz04的任何报道 和专利。本专利技术通过有效的工艺和方法，在(?气氛的作用下，使磯铁中的磯元素和铁元素 转变成所需要的形式，同时添加所需要的裡源和补充不足的磯源，进而制备出LiyFeyP典4， 开辟了 LiyFeyPz化的新制备工艺方法，从源头上降低LiyFeyPz化产品的成本，反应工艺条件 简单易行，同时可W拓展磯铁和(?的应用新领域，提升它们的价值，缩短反应流程，提高资 源循环效率和利用率。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有反应气氛的不足，开辟了 LixFeyP见的新型制备工 艺方法，提供一条由磯铁在(?气氛下一次赔烧制得LiyFeyP,〇4成品的独特工艺路线，取代 了传统工艺生产中气氛制造成本高昂、品种单一的缺点。此种工艺方法不仅能够充分地利 用磯铁中的铁元素和磯元素，还有效地利用了（?中的氧为磯铁中的P氧化生成（PCV 3)提 供氧源，并且一步赔烧得到LiyFeyP办4成品，工艺流程简单易控，成本低廉，对设备要求低， 控制条件能够除去磯铁中的杂质，反应尾气CO与热空气反应形成(?并循环利用，实现清 洁生产。 本专利技术的基本构思在于：根据热力学原理P-O键结合能力比C〇2中C-O键的结构 能力强，所W利用（?中的氧为磯铁中的P提供氧化的氧源，再由此基础上，进一步添加所 需的裡源和补充不足的磯源进而制得Liy化yP,〇4成品。 [000引此方法不但从原理上可行，而且从环保角度上讲，（?是目前的温室气体，利用其 为反应气氛不但减小了环境方面的压力，使其变废为宝，还降低了制造成本，取代了传统制 备工艺中利用价格高昂的N2、Ar、H2、C0为惰性气氛和还原气氛的制备方法，意义十分重大。 本专利技术所述由磯铁在C〇2气氛中制备LiyFeyP,〇4，工艺步骤如下： W磯铁为LiyFeyP,〇4提供全部铁元素和部分磯元素，按照总的裡元素、总的铁元素和总 的磯元素的摩尔比为（o.m.i): 1: 1添加所需裡源和补充不足的磯源与磯铁进行混合 配料形成前驱体，经球磨、干燥后在(?气氛中进行赔烧得到LiyFeyP,〇4成品。 本专利技术中，使用的磯铁原料同时含有P和化元素，特别指矿物或其冶炼产物和磯 化工或娃酸盐化工等的副产物。 本专利技术中，添加的裡源来自Li2C〇3、LiOH、Li2〇、Li2化、LiN〇3、醋酸裡中的一种或多 种。 本专利技术中，补充的磯源来自畔〇4、畑化口〇4、（畑4)3?〇4、（畑4)2册〇4中的一种或多种。 本专利技术中，所述的LixFeyPz〇4中，0 < X《1.5，0. 2《y《1.5，0. 2《Z《 2. 0,不局限于LiFeP〇4、LiFe2/3P〇4、叫/和4/7?8/7〇4,其中的铁元素或磯元素可W不全部来自 磯铁。 本专利技术与现有技术相比，该专利技术克服了目前LiyFeyP,〇4生产中反应气氛制造成本 高昂、原料单一的技术不足，开辟了一种新型的制备LifeyP办4的工艺方法，该方法具有W 下优点和突出性效果：反应原料来源广泛，且能够W废治废，C〇2是最主要的温室气体之一， 而磯铁废渣是热法黄磯生产中的副产物，有效地利用C〇2和磯铁该两种废料使其变废为宝 应用于生产中是解决环境压力最好的方式，同时还降低了制造成本；反应简单方便，容易操 作控制，采用固相合成法一次烧结制得化FeyPA成品，简化了传统工艺中将铁先完全氧化 再统一还原的繁杂工艺路线；将磯铁和LiyFeyP,〇4的组成关联起来，根据二者的组成确定需 要添加的裡源和补充不足的磯源，克服了由磯铁组成多样性引起的原料配比难的问题；将 磯铁中的磯和铁按比例调整后，可W使磯铁中的磯和铁完全充分利用，没有其他副产物产 生，实现绿色环保清洁生产；反应过程对设备的要求比较低，制备工艺简单，生产流程短，生 产成本低廉，清洁环保，资源利用率高，具有很好的应用价值。 【附图说明】 [001引图1由磯铁在C02气氛中制备LixFeyPz04的一种工艺流程图。 [001引图2由磯铁在C02气氛中烧结制得一种LixFeyPz04 (LiFeP04)样品的X畑图谱。 【具体实施方式】 W下结合实施例及附图对本专利技术作进一步说明，所述内容仅为本专利技术构思下的基 本说明，但本文档来自技高网...

【技术保护点】
由磷铁在CO2气氛中制备LixFeyPzO4的方法，以磷铁为LixFeyPzO4提供全部铁元素和部分磷元素，再添加所需的锂源，补充不足的磷源形成前驱体，经处理后在CO2气氛下进行焙烧得到LixFeyPzO4成品，其特征在于：（1）按照总的锂元素、总的铁元素和总的磷元素的摩尔比为（0.9~1.1）: 1: 1，添加锂源并补充磷源，与磷铁进行混合配料。

【技术特征摘要】
1?由磷铁在CO2气氛中制备LixFeyP zO4的方法，以磷铁为LixFeyPzO 4提供全部铁元素和 部分磷元素，再添加所需的锂源，补充不足的磷源形成前驱体，经处理后在CO2气氛下进行 焙烧得到Li xFeyPzO4成品，其特征在于： (1)按照总的锂元素、总的铁元素和总的磷元素的摩尔比为（〇.9~l. 1) : 1: 1，添加锂 源并补充磷源，与磷铁进行混合配料。2. (2)将步骤（1)的混合物料在650?850°C的CO2气氛中焙烧4?8小时，得到Li xFeyPzO4 成品。3. 根据权利要求1的描述，其特征在于：前驱体的处理方式有混料、...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫康平，崔倩，王贵欣，李根，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51