一种绿色环保的电池级草酸亚铁制造方法技术

本发明专利技术公开了一种绿色环保的电池级草酸亚铁制造方法，其采用草酸亚铁生产母液全循环工艺，用质量百分数99.95%的纯铁棒与含质量百分数12％～16％硫酸的反应母液在常温常压下连续反应8～12h，生成硫酸亚铁溶液；将硫酸亚铁溶液用泵抽至反应釜，升温至38～42℃后加入草酸水溶液，生成沉淀物草酸亚铁和稀硫酸，经冷却、分离步骤后，将固相物草酸亚铁去洗涤、干燥工序，液相物硫酸全部返回硫酸亚铁制备工序，如此往复循环，从而节约原料硫酸的消耗及本酸性母液后续中和所需碱性物质消耗。本发明专利技术具有降低原材料消耗及减少废水处理成本的优势，同时草酸亚铁产品的粒径分布均匀，体现技术上具有良好的经济效益和环境效益。

A green and environmentally friendly manufacturing method of battery grade oxalate

The invention discloses a method for manufacturing green battery grade ferrous oxalate, the full circulation process of ferrous oxalate production in the mother liquor, the mass percentage of 99.95% and the mass percentage of the pure iron bar containing 12% ~ 16% sulfuric acid solution under normal temperature and pressure continuous reaction of 8 ~ 12h, will generate ferrous sulfate solution; ferrous sulfate solution pump to the reactor and heated to 38~42 DEG C after adding oxalic acid aqueous solution, the precipitate formed of ferrous oxalate and dilute sulfuric acid, after cooling, after the separation step, the solid to ferrous oxalate washing and drying process, the liquid sulfur acid all return ferrous sulfate preparation process, so the reciprocating cycle, thereby saving the raw materials for sulfuric acid the acid consumption and subsequent alkaline material consumption required for neutralizing the mother liquor. The invention has the advantages of reducing raw material consumption and reducing the cost of wastewater treatment, and at the same time, the particle size distribution of ferrous oxalate product is uniform, which shows good economic and environmental benefits in technology.

【技术实现步骤摘要】
一种绿色环保的电池级草酸亚铁制造方法
本专利技术属于化工原料制造
，具体的说是涉及一种电池级草酸亚铁的绿色制造技术。
技术介绍
目前现有技术中电池级草酸亚铁的制造方法有许多种，国内同行业以原料路线可归纳为三种：第一种是赤铁矿酸溶——光照还原法：优点是原料易得，成本低；缺点是工艺路线长，除杂精制不易，产品质量不高，环境污染较大。第二种是硫酸亚铁——草酸置换法：优点是工艺简单，投资省；缺点是产品分离难度大，质量不高，废水不易处理，环保压力大。第三种是铁——草酸合成法：优点是产品质量好，成本较低，无环境污染，相比较而言第三种方法更有销售市场和竞争优势，更重要的是没有环境污染，属于绿色环保工艺；但是第三种方法的缺点是工艺相对复杂，对原料质量和配比控制要求苛刻，投资相对略高。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有技术存在的不足，提供一种节约资源、流程简化、投资相对较低的绿色环保的电池级草酸亚铁制造方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种绿色环保的电池级草酸亚铁制造方法，其采用草酸亚铁生产母液全循环工艺，具体包括如下步骤：a、用质量百分数为99.95%的纯铁棒与含质量百分数12％～16％硫酸的反应母液在常温常压下连续反应8～12h，生成硫酸亚铁溶液，反应机理如下：H2SO4＋Fe=FeSO4＋H2；b、将步骤a中的硫酸亚铁溶液用泵抽至反应釜，升温至38～42℃后加入草酸水溶液，生成沉淀物草酸亚铁和稀硫酸，经冷却、分离步骤后，将固相物草酸亚铁去洗涤、干燥工序，液相物硫酸母液全部返回硫酸亚铁制备工序，如此往复循环，从而节约原料硫酸的消耗及本酸性母液后续中和所需碱性物质消耗，反应机理如下：（COOH）2＋FeSO4+2H2O=Fe(COO)2·2H2O↓＋H2SO4。无害化废水处理技术：将反应母液返回反应前的工序进行循环利用，无需对副产品硫酸废母液进行中和处理，从而形成一种无害化废水处理技术；铁原料带入的微量重金属与酸反应的硫酸盐类物质随产品一起带走，无须在生产边界内进行重金属再处理。液态匀相反应提质技术：用含有微量草酸亚铁晶核的硫酸亚铁溶液与草酸溶液进行均匀液相反应，生成颗粒均匀的草酸亚铁沉淀物，生成的粒径更符合下游正极材料行业对产品质量的要求，便于固液分离，省去后期的粉碎和筛分两个工序。本专利技术的有益效果是：本专利技术属于一种电池级草酸亚铁绿色制造技术，本专利技术通过纯铁棒与回用硫酸溶液反应的液态生成物硫酸亚铁再与草酸反应制得草酸亚铁的工艺方法。本专利技术应用草酸亚铁合成工艺产生的母液（12%～16%硫酸）在一定浓度下与纯铁棒进行反应生成硫酸亚铁溶液，此溶液再与草酸反应得到草酸亚铁成品，从而实现反应母液全循环，避免反应生成的硫酸后续中和处理。本专利技术既节约了原料硫酸的消耗量，又减少后续处理所需的氢氧化钠或氨水的消耗，与现有技术中同行业经常使用的硫酸亚铁——草酸法比较，具有降低原材料消耗及减少废水处理成本的优势，同时草酸亚铁产品的粒径分布均匀，电池正极材料行业所要求的产品综合质量更优，体现技术上具有良好的经济效益和环境效益。本专利技术绿色环保的电池级草酸亚铁制造方法还具有如下优点：1、该技术工艺路线与原料配比设计先进，属于原始创新技术，充分体现资源利用和节约，单位生产成本与同行业传统工艺技术存在明显比较优势；2、技术路线设计充分考虑了环境保护功能，减少污染物排放量，属于绿色制造技术范畴；3、产品粒度均匀，粒径符合下游企业使用标准，使得应用该技术生产的产品议价能力强，在同类成品市场中更具竞争力；4、技术实施成功实例说明技术经济价值良好，较传统工艺技术更有产业化前景；5、部分流程得以简化，相对节约了建设投资。具体实施方式以下结合具体实施例与综合效益对本专利技术作详细描述。一种绿色环保的电池级草酸亚铁制造方法，其采用草酸亚铁生产母液全循环工艺，具体包括如下步骤：a、用质量百分数为99.95%的纯铁棒与含质量百分数12％～16％硫酸的反应母液在常温常压下连续反应8～12h，生成硫酸亚铁溶液，反应机理如下：H2SO4＋Fe=FeSO4＋H2；b、将步骤a中的硫酸亚铁溶液用泵抽至反应釜，升温至38～42℃后加入草酸水溶液，生成沉淀物草酸亚铁和稀硫酸，经冷却、分离步骤后，将固相物草酸亚铁去洗涤、干燥工序，液相物硫酸全部返回硫酸亚铁制备工序，如此往复循环，从而节约原料硫酸的消耗，反应机理如下：（COOH）2＋FeSO4+2H2O=Fe(COO)2·2H2O↓＋H2SO4。无害化废水处理技术：根据本专利技术所述的方法，将反应母液返回反应前工序循环利用，无须对副产品硫酸废母液进行中和处理，节约了大量中和所需的氢氧化钠或氨水，相对减少含盐废水排放，从而形成一种无害化废水处理技术；铁原料带入的微量重金属与酸反应的硫酸盐类物质随产品一起带走，无须在生产边界内进行重金属再处理。液态匀相反应提质技术：用一定浓度的硫酸亚铁溶液（含有微量草酸亚铁晶核）与草酸溶液反应，属于均匀液相反应，其生成的草酸亚铁沉淀物颗粒均匀，粒径更符合下游正极材料行业对产品质量的要求，便于固液分离，较其它工艺比较，省去后期的粉碎、筛分两个工序，有利于节省投资。实施例：将本专利技术应用于某化工企业4500t/a电池级草酸亚铁项目中，该化工企业利用本专利技术中的创新工艺技术于2015年10月建成了一套4500吨/年的电池级草酸亚铁项目，11月份投料试生产，装置技术核定产能可达5000吨/年，核定日产能15.2吨/天，从2015年11月至2016年9月的实际产量约为2398.82吨，平均日产量约12.5吨/天，试生产期间装置产能利用率为82.2%。下面从三方面计算本专利技术电池级草酸亚铁制造方法的综合效益：1、根据反应方程式核算硫酸节约量的理论值：（COOH）2＋FeSO4+2H2O=Fe(COO)2·2H2O↓＋H2SO49015218098X14455*99.5%Y1解得：X1=（4455*99.5%×152）/180=3743.19吨（100%）；Y1=（4455*99.5%×98）/180=2413.37吨（100%）；相当于98%的硫酸实物量Y2=2413.37/98%=2462.62吨，用Y2的硫酸全部回用于硫酸亚铁制备，可以产生的硫酸亚铁为X2，则H2SO4＋Fe=FeSO4＋H29815222413.37X2解得：X2=2413.37*152/98=3743.19吨。X1=X2，说明回用硫酸量完全能够满足4455吨草酸亚铁产量所需的硫酸亚铁量，证明母液全部循环且被消化，被消化的硫酸量即为硫酸节约量2462.62吨。2、废母液中和处理用碱消耗量：如果不用母液循环技术，则副产硫酸需用氢氧化钠中和处理后排放，处理机理如下：H2SO4＋2NaOH=Na2SO4＋2H2O98802413.37Z1解得：Z1=（2413.37*80）/98=1970.1吨（100%），折合32%氢氧化钠实物量Z2=1970.1/32%=6156.56吨（32%）。3、经济效益核算：1）硫酸原料节约价值：目前市场上98%硫酸价格为到厂价330元/吨，年节约价值为：2462.62吨×330元/吨=812664.6元/年。2）中和用碱的节约价值：目前市场上32%液体氢氧化钠价格为到厂价900元/吨，年节约价值为：6156.56吨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绿色环保的电池级草酸亚铁制造方法，其特征在于：所述电池级草酸亚铁制造方法采用草酸亚铁生产母液全循环工艺，具体包括如下步骤：a、用质量百分数为99.95%的纯铁棒与含质量百分数12％～16％硫酸的反应母液在常温常压下连续反应8～12h，生成硫酸亚铁溶液，反应机理如下：H2SO4 ＋ Fe = FeSO4 ＋ H2；b、将步骤a中的硫酸亚铁溶液用泵抽至反应釜，升温至38～42℃后加入草酸水溶液，生成沉淀物草酸亚铁和稀硫酸，经冷却、分离步骤后，将固相物草酸亚铁去洗涤、干燥工序，液相物硫酸全部返回硫酸亚铁工序，如此往复循环，从而节约原料硫酸的消耗，反应机理如下：（COOH）2＋FeSO4+2 H2O=Fe(COO)2·2 H2O↓＋H2SO4。

【技术特征摘要】
1.一种绿色环保的电池级草酸亚铁制造方法，其特征在于：所述电池级草酸亚铁制造方法采用草酸亚铁生产母液全循环工艺，具体包括如下步骤：a、用质量百分数为99.95%的纯铁棒与含质量百分数12％～16％硫酸的反应母液在常温常压下连续反应8～12h，生成硫酸亚铁溶液，反应机理如下：H2SO4＋Fe=FeSO4＋H2；b、将步骤a中的硫酸亚铁溶液用泵抽至反应釜，升温至38～42℃后加入草酸水溶液，生成沉淀物草酸亚铁和稀硫酸，经冷却、分离步骤后，将固相物草酸亚铁去洗涤、干燥工序，液相物硫酸全部返回硫酸亚铁工序，如此往复循环，从而节约原料硫酸的消耗，反应机理如下：（COOH）2＋...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文，肖琳，刘武，李鸿雁，
申请(专利权)人：赤峰开瑞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15