一种磷酸铁的生产设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种磷酸铁的生产设备。所述生产装置包括依次连接的铁溶液反应设备、磷酸铁反应设备、洗涤设备、干燥烧结装置、高温烧结设备、粉碎混合装置及包装设备，所述铁溶液反应设备上设置原料入口，磷酸铁反应设备上设有pH值调节剂入口，洗涤设备顶部设有纯水入口，底部连接洗液回收系统，洗液回收系统上设有纯水出口和碱出口，纯水出口连接铁溶液反应设备的原料入口或纯水入口，碱出口连接有pH值调节剂入口。本实用新型专利技术所用的设备结构简单、操作方便，该装置能将产生的废水等能经常规处理后回收再利用，实现水资源循环利用，回收废水中盐分作为原材料，降低外排污染环境风险，同时减少了原材料成本。

A production equipment of iron phosphate

【技术实现步骤摘要】
一种磷酸铁的生产设备
本技术属于锂电池材料制造
，具体涉及一种磷酸铁的生产设备。
技术介绍
磷酸铁是制备锂电池正极材料磷酸铁锂的主要原材料之一。磷酸铁锂正极材料作为锂离子电池的关键材料，具有安全性高、成本低、寿命长等优点。目前常用磷酸铁生产工艺及设备，自动化程度低，生产过程产生大量废水，不处理对环境影响大，污水处理成本高，设备适用性低，无法适配各种型号产品工艺。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本技术的目的在于提供一种磷酸铁的生产设备。所述的一种磷酸铁的生产装置，其特征在于包括依次连接的铁溶液反应设备、磷酸铁反应设备、洗涤设备、干燥烧结装置、高温烧结设备、粉碎混合装置及包装设备，所述铁溶液反应设备上设置用于铁源、磷源、酸及纯水进料的原料入口，磷酸铁反应设备上设有pH值调节剂入口，洗涤设备顶部设有纯水入口，底部连接洗液回收系统，洗液回收系统上设有纯水出口和碱出口，所述纯水出口连接铁溶液反应设备的原料入口或纯水入口，碱出口连接有pH值调节剂入口。所述的一种磷酸铁的生产装置，其特征在于所述铁溶液反应设备包括依次连接的带有搅拌装置的铁源溶解釜、铁溶液出料泵、冷凝器、第一过滤设备、除磁器、铁溶液中间罐、铁溶液过滤泵及第二过滤设备，所述铁源溶解釜上设有第一温度检测器，铁源溶解釜外侧套设换热套，所述铁源溶解釜顶部设有放空管和用于监测铁源溶解釜内部压力的第一压力测量器，铁源溶解釜上设有用于监测液位的液位测量仪；所述换热套上设有热流体进口和热流体出口。所述的一种磷酸铁的生产装置，其特征在于所述磷酸铁反应设备包括带有搅拌装置的氧化釜、带有搅拌装置的沉淀釜、铁溶液进料装置、氧化剂进料装置、pH调节剂进料装置、氧化釜出料泵和沉淀釜出料泵，铁溶液进料装置、氧化剂进料装置连接氧化釜，氧化釜通过氧化釜出料泵连接沉淀釜，pH调节剂进料装置连接沉淀釜，沉淀釜通过沉淀釜出料泵将磷酸铁浆料泵出，所述氧化釜上还设有第一液位检测器、第一压力检测器和第一温度测量器，沉淀釜上设有第二液位检测器、第二压力检测器和第二温度测量器。所述的一种磷酸铁的生产装置，其特征在于所述洗涤设备包括若干级间隔设置的洗涤釜和过滤设备，还包括洗液处理装置和预过滤设备，所述洗液处理装置包括依次管路连接的洗液收集槽、洗液出料泵和洗液过滤器，所述一级过滤设备的滤液出口与洗液收集槽管路连接，将一级洗涤过滤液投入到洗液收集槽内；所述洗液收集槽上设置有第二液位测量器，洗液出料泵和洗液过滤器之间的管路上设置有第二电磁阀，所述第二电磁阀与第二液位测量器信号连接，以通过第二液位测量器检测洗液收集槽内的液位高度，反馈并控制第二电磁阀的开度大小；所述预过滤设备的进液口投入需要过滤的磷酸铁反应液，预过滤设备的滤液出口与洗液收集槽管路连接，将磷酸铁反应液经预过滤设备过滤后得到的母液收集到洗液收集槽内；预过滤设备的滤饼出口与一级洗涤釜的滤饼进口相连通，将经预过滤设备过滤得到的需要洗涤的磷酸铁滤饼投入到一级洗涤釜内。所述的一种磷酸铁的生产装置，其特征在于所述干燥烧结装置包括干燥器、烧结釜、水吸收塔及碱吸收塔，干燥器与干燥进料器连接，磷酸铁滤饼由干燥进料器进入干燥器，干燥器顶部出口连接干燥除尘设备，底部出口通过烧结进料器连接烧结釜，烧结釜顶部出口连接烧结除尘设备；所述洗液回收系统包括从左到右依次管路连接的中和槽、第一过滤器、废水浓缩设备、碱回收釜和第二过滤器；所述中和槽与第一过滤器之间的管路上设有中和槽出料泵，废水浓缩设备与碱回收釜之间的管路上设有浓盐水出料泵，碱回收釜与第二过滤器之间的管路上设有碱回收釜出料泵。所述的一种磷酸铁的生产工艺，其特征在于包括如下步骤：1）铁溶液合成将铁源、磷源、酸及纯水通过进料口加入铁溶液反应设备中，在反应温度为30-90℃下进行酸解反应，反应结束后经过滤、除磁，得到铁溶液，具体步骤如下：1.1）分别由磷酸进料器、水进料器和其它酸进料器向铁源溶解釜内投入磷酸、水和其它酸，同时开启铁源溶解釜的搅拌装置进行搅拌，混合形成均匀的酸液；1.2）由热流体进口向铁源溶解釜外侧的换热夹层内通入热流体，通过第一温度检测器和第一电磁阀监控铁源溶解釜内溶液的温度稳定在50~90℃，然后由铁源进料器向铁源溶解釜内投入铁源，同时持续搅拌，使铁源和酸液充分接触进行反应，维持反应温度稳定在50~90℃，反应时间1~3小时后，得到铁溶液；1.3）开启铁溶液出料泵将步骤1.2）所得铁溶液输送至冷凝器内，同时由冷流体进口向冷凝器内通入冷流体，通过第二温度检测器和第三电磁阀监控从冷凝器内流出的铁溶液的温度稳定在40~60℃，从冷凝器内流出的铁溶液依次通过第一过滤设备和除磁器后，进入铁溶液中间罐内，开启铁溶液过滤泵将铁溶液中间罐内的铁溶液输送至第二过滤设备内进行过滤，然后从第二过滤设备内排出无残渣的铁溶液；2）磷酸铁合成将步骤1.3）的铁溶液加入磷酸铁反应设备中，氧化剂经氧化剂入口加入，在温度为30-70℃进行氧化反应，至二价铁离子全部氧化为三价铁离子，从pH值调节剂入口加入pH值调节剂，至pH为1.0-2.5，得到黄色或淡黄色的二水磷酸铁浆料，所述磷酸铁浆料升温至90-99℃，反应1-4h进行磷酸铁晶型转化，无定型磷酸铁转化为二水磷酸铁晶型，晶型转化完成后浆料由黄色或淡黄色转化为白色或粉白色，得到磷酸铁浆料，具体为：2.1）向氧化釜内投入含有亚铁离子的铁溶液，同时开启氧化釜的搅拌装置进行搅拌，然后向氧化釜内缓慢投入氧化剂，氧化剂的投料时间为30~90分钟，控制氧化釜内溶液的温度≤70℃，检测氧化釜内溶液无亚铁离子后，得到氧化后的铁溶液；2.2）通过氧化釜出料泵将氧化釜内氧化后的铁溶液泵出输送至沉淀釜内，同时开始沉淀釜的搅拌装置进行搅拌，然后向沉淀釜内缓慢投入pH调节剂，控制沉淀釜内溶液的pH在1.0~2.5之间，pH调节剂的投料时间为30~90分钟；2.3）步骤2.2）中的pH调节剂投料完成后，将沉淀釜内溶液的温度升温至90~95℃，进行磷酸铁晶型转化反应，反应1~4小时后，由沉淀釜出料泵将沉淀釜内反应后的磷酸铁浆料泵出；3）洗涤将步骤2.3）得到的磷酸铁浆料过滤，磷酸铁滤饼加入洗涤设备中，纯水经纯水入口加入，用纯水洗涤3-10次，温度控制10-50℃，得到洗液和产品磷酸铁滤饼，具体的洗涤工艺如下：3.1）预先在每级洗涤釜内投入相应的洗涤液，然后将磷酸铁反应液经预过滤设备过滤得到母液和磷酸铁滤饼原料，母液送入到洗液处理装置以回收其中的磷酸铁残渣，所述磷酸铁滤饼原料投入到一级洗涤釜内进行搅拌洗涤；3.2）一级洗涤釜内洗涤完成后，洗涤后的浆料输送到一级过滤设备过滤得到一洗水和一洗滤饼，一洗滤饼投入到二级洗涤釜内，同时将二级洗涤釜内的浆料通过二级过滤设备过滤得到的二洗水输送到一级洗涤釜内，洗涤过程以此类推；其中一洗水送入到洗液处理装置以回收其中的磷酸铁残渣；3.3）最后级洗涤釜洗涤完成后，洗涤后的浆料输送到最后级过滤设备过滤得到最后级水和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磷酸铁的生产设备，其特征在于包括依次连接的铁溶液反应设备（01）、磷酸铁反应设备（02）、洗涤设备（03）、干燥烧结装置（04）、高温烧结设备（015）、粉碎混合装置（05）及包装设备（06），所述铁溶液反应设备（01）上设置用于铁源、磷源、酸及纯水进料的原料入口（010），磷酸铁反应设备（02）上设有pH值调节剂入口（09），洗涤设备（03）顶部设有纯水入口（08），底部连接洗液回收系统（07），洗液回收系统（07）上设有纯水出口（013）和碱出口（012），所述纯水出口（013）连接铁溶液反应设备（01）的原料入口（010）或纯水入口（08），碱出口（012）连接有pH值调节剂入口（09）。/n

【技术特征摘要】
1.一种磷酸铁的生产设备，其特征在于包括依次连接的铁溶液反应设备（01）、磷酸铁反应设备（02）、洗涤设备（03）、干燥烧结装置（04）、高温烧结设备（015）、粉碎混合装置（05）及包装设备（06），所述铁溶液反应设备（01）上设置用于铁源、磷源、酸及纯水进料的原料入口（010），磷酸铁反应设备（02）上设有pH值调节剂入口（09），洗涤设备（03）顶部设有纯水入口（08），底部连接洗液回收系统（07），洗液回收系统（07）上设有纯水出口（013）和碱出口（012），所述纯水出口（013）连接铁溶液反应设备（01）的原料入口（010）或纯水入口（08），碱出口（012）连接有pH值调节剂入口（09）。


2.根据权利要求1所述的一种磷酸铁的生产设备，其特征在于所述铁溶液反应设备（01）包括依次连接的带有搅拌装置的铁源溶解釜（11）、铁溶液出料泵（17）、冷凝器（12）、第一过滤设备（13）、除磁器（14）、铁溶液中间罐（15）、铁溶液过滤泵（18）及第二过滤设备（16），所述铁源溶解釜（11）上设有第一温度检测器（116），铁源溶解釜（11）外侧套设换热套（121），所述铁源溶解釜（11）顶部设有放空管（19）和用于监测铁源溶解釜（11）内部压力的第一压力测量器（118），铁源溶解釜（11）上设有用于监测液位的液位测量仪（117）；所述换热套（121）上设有热流体进口（112）和热流体出口（113）。


3.根据权利要求1所述的一种磷酸铁的生产设备，其特征在于所述磷酸铁反应设备（02）包括带有搅拌装置的氧化釜（21）、带有搅拌装置的沉淀釜（22）、铁溶液进料装置、氧化剂进料装置、pH调节剂进料装置、氧化釜出料泵（23）和沉淀釜出料泵（24），铁溶液进料装置、氧化剂进料装置连接氧化釜（21），氧化釜（21）通过氧化釜出料泵（23）连接沉淀釜（22），pH调节剂进料装置连接沉淀釜（22），沉淀釜（22）通过沉淀釜出料泵（24）将磷酸铁浆料泵出，所述氧化釜（21）上还设有第一液位检测器（29）、第一压力检测器（28）和第一温度测量器（27），沉淀釜（22）上设有第二液位检测器（213）、第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：江文革，方东东，
申请(专利权)人：深圳海纳百川科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44