一种磷酸铁的制备方法、磷酸铁锂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种磷酸铁的制备方法、磷酸铁锂的制备方法。所述的磷酸铁的制备方法包括：将硫酸渣和亚硫酸盐在水中混匀，得到第一混合体系；向第一混合体系中加入磷酸和缓冲剂后进行浸出反应；对浸出反应后得到的浆料进行第一固液分离，得到第一滤液和第一滤渣；向所述第一滤液中通入空气后进行第一搅拌反应；对所述第一搅拌反应后得到的浆料进行第二固液分离，得到第二滤液和第二滤渣；所述第二滤渣进行煅烧；其中，所述浸出反应的压力为0.25～0.5MPa；所述浸出反应的反应体系的pH为1.5～3；所述缓冲剂包括磷酸二氢钠和/或磷酸氢二钠。所述的磷酸铁的制备方法，能够利用硫酸渣中的铁源，降低磷酸铁的制备成本，方法简单，易操作。易操作。易操作。

【技术实现步骤摘要】
一种磷酸铁的制备方法、磷酸铁锂的制备方法


[0001]本专利技术涉及电池领域，具体而言，涉及一种磷酸铁的制备方法、磷酸铁锂的制备方法。

技术介绍

[0002]硫酸渣作为炼铁等原料已有100多年的历史，每年排放硫酸渣的量可达300多万吨，其中只有100多万吨得到了合理的利用，其余都排入环境中。堆积则侵占农田，污染土地；排入江河则污染水体。
[0003]当前硫酸渣综合利用的方法有很多，绝大部分硫酸渣采用“分选铁精矿余渣制砖”。作为炼铁原料，铁品位不低于25％的硫酸渣，从中分选铁精矿都有一定的经济价值，分选工艺与一般铁矿分选工艺差别不大，可根据渣中铁矿物比磁化系数的高低分别采用重力分选或磁选方法来进行。经济分析如下：若每年硫酸渣入选量为2万吨，设从铁品位30的渣中分选出品位60的精矿(品位≥60％的铁精矿可直接用于炼铁)，按产率40％计算，可年产铁精矿8000吨，品位60的精矿(硫含量≤0.5)每吨售价110元，每吨生产成本70元，吨利润40元，年利润32万元。建一座选铁车间的总投资50万元左右，生产不到两年，可全部收回投资。分选铁精矿后尚剩有12000吨余渣，可用于制砖，硫酸渣本身没有胶结能力，但其中含有SiO2与AI2O3等活性物质。
[0004]硫酸渣可作为烧结矿的原料，主要利用其中的含铁成分，降低烧结原料的生产成本。但它的成球性差，吸水率高，影响烧结生产率。此外含硫较高并含有Cu、Pb和Zn等有害元素，影响烧结矿质量。烧结料中硫酸渣的配加量一般在10％以下。将硫酸渣进行处理，增加细度，提高其含铁量，降低含硫量，可作为球团矿的原料。某些现有技术采用高温氯化法工艺，将渣中所含金属进行氯化，然后用湿法冶金浸取金、银等贵金属，并脱除渣中的有害金属。
[0005]随着磷酸铁锂的发展，廉价的铁源成为关注的焦点，钛白粉副产物的硫酸亚铁晶体，价格一路上涨，目前价格已经涨到350元/吨，且运费大约70
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90元/吨，并且随着铁锂产能的扩大，硫酸亚铁晶体价格上涨越来越高，且难以买到。所以开发新的价格低廉，廉价易得的铁源迫在眉睫。硫酸渣每年的产生量很大，达到几百万吨，且循环利用率低。
[0006]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0007]本专利技术的一个方面，涉及一种磷酸铁的制备方法，包括以下步骤：
[0008]将硫酸渣和亚硫酸盐在水中混匀，得到第一混合体系；向所述第一混合体系中加入磷酸和缓冲剂后进行浸出反应；对所述浸出反应后得到的浆料进行第一固液分离，得到第一滤液和第一滤渣；向所述第一滤液中通入空气后进行第一搅拌反应；对所述第一搅拌反应后得到的浆料进行第二固液分离，得到第二滤液和第二滤渣；所述第二滤渣进行煅烧；
[0009]其中，所述浸出反应的压力为0.25～0.5MPa；
[0010]所述浸出反应的反应体系的pH为1.5～3；
[0011]所述缓冲剂包括磷酸二氢钠和/或磷酸氢二钠。
[0012]所述的磷酸铁的制备方法，能够利用硫酸渣中的铁源，从而降低磷酸铁的制备成本，方法简单，易操作。
[0013]本专利技术的另一个方面，还涉及一种磷酸铁锂的制备方法，包括所述的磷酸铁的制备方法。
[0014]所述的磷酸铁锂的制备方法，方法简单，成本低。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0016](1)本专利技术所提供的磷酸铁的制备方法，巧妙的采用高压还原浸出，将难以被酸溶解的四氧化三铁和氧化铁红溶解出来，同时采用磷酸和磷酸二氢钠的混合溶液来浸出被还原后的铁盐，得到磷酸二氢亚铁溶液，同时在较高的pH下，可以避免部分的铝、钙、镁等被溶解掉，从而大大的提高铁的浸出率，将浸出的铁用于磷酸铁的制备。
[0017](2)本专利技术所提供的磷酸铁的制备方法，还可以回收硫酸渣中的钴、铜、金、银以及硫酸钠等，大大提高了硫酸渣的附加值，提高硫酸渣的资源化利用率。
[0018](3)本专利技术所提供的磷酸铁锂的制备方法，方法简单，成本低。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术实施例提供的扫描电子显微镜观察磷酸铁的结果图；
[0021]图2为本专利技术又一实施例提供的扫描电子显微镜观察磷酸铁的结果图；
[0022]图3为本专利技术又一实施例提供的磷酸铁的粒度分布结果图。
具体实施方式
[0023]下面将结合附图和具体实施方式对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0024]本专利技术的一个方面，涉及一种磷酸铁的制备方法，包括以下步骤：
[0025]将硫酸渣和亚硫酸盐在水中混匀，得到第一混合体系；向所述第一混合体系中加入磷酸和缓冲剂后进行浸出反应；对所述浸出反应后得到的浆料进行第一固液分离，得到第一滤液和第一滤渣；向所述第一滤液中通入空气后进行第一搅拌反应；对所述第一搅拌反应后得到的浆料进行第二固液分离，得到第二滤液和第二滤渣；所述第二滤渣进行煅烧；
[0026]其中，所述浸出反应的压力为0.25～0.5MPa；
[0027]所述浸出反应的反应体系的pH为1.5～3；
[0028]所述缓冲剂包括磷酸二氢钠和/或磷酸氢二钠。
[0029]在一些具体的实施方式中，所述浸出反应的压力例如可以为，但不限于0.25MPa、0.3MPa、0.35MPa、0.4MPa、0.45MPa或0.5MPa。
[0030]在一些具体的实施方式中，所述浸出反应的反应体系的pH例如可以为，但不限于1.5、2、2.5或3。
[0031]硫酸渣是指黄铁矿制硫酸工艺的残渣，又称黄铁矿烘渣或烧渣。化工废渣的一种。由于渣中含铁，可以作为钢铁冶金原料使用。硫酸渣含铁的氧化物(Fe2O3、Fe3O4、FeO)的含量约为20～50％，二氧化硅的含量约为15～65％，三氧化二铝的含量约为10％，氧化钙的含量约为5％，氧化镁的含量在5％以下，硫的含量约为1～2％，一般还含有铜、钴、铅、锌、金和银。其中，四氧化三铁在硫酸的钝化作用下形成致密的四氧化三铁。
[0032]本专利技术提供的磷酸铁的制备方法，巧妙的采用高压还原浸出，将难以被酸溶解的四氧化三铁和氧化铁红溶解出来，同时采用磷酸和磷酸二氢钠的混合溶液来浸出被还原后的铁盐，得到磷酸二氢亚铁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷酸铁的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将硫酸渣和亚硫酸盐在水中混匀，得到第一混合体系；向所述第一混合体系中加入磷酸和缓冲剂后进行浸出反应；对所述浸出反应后得到的浆料进行第一固液分离，得到第一滤液和第一滤渣；向所述第一滤液中通入空气后进行第一搅拌反应；对所述第一搅拌反应后得到的浆料进行第二固液分离，得到第二滤液和第二滤渣；所述第二滤渣进行煅烧；其中，所述浸出反应的压力为0.25～0.5MPa；所述浸出反应的反应体系的pH为1.5～3；所述缓冲剂包括磷酸二氢钠和/或磷酸氢二钠。2.根据权利要求1所述的磷酸铁的制备方法，其特征在于，所述硫酸渣的粒径为80～120目；优选地，所述硫酸渣中的铁元素与所述亚硫酸盐、所述磷酸、所述缓冲剂的摩尔比为1：(0.35～0.4)：(0.25～0.3)：(1.7～1.75)；优选地，所述磷酸和所述缓冲剂在15～30min内加入到所述第一混合体系中；优选地，每小时向所述第一滤液中通入空气的量与所述第一滤液中亚铁离子的比例为(8～12)m3：(28～32)mol。3.根据权利要求1所述的磷酸铁的制备方法，其特征在于，所述浸出反应的温度为130～170℃；优选地，所述浸出反应的时间为1～2h；优选地，所述浸出反应在搅拌条件下进行。4.根据权利要求1所述的磷酸铁的制备方法，其特征在于，向所述第一滤液中通入空气前，在搅拌的条件下，加热所述第一滤液至40～60℃；优选地，所述第一搅拌反应具体包括：搅拌通入空气后的所述第一滤液至上清液中铁元素的含量≤0.5g/L，加热所述第一滤液至90～95℃后继续搅拌30～60min。5.根据权利要求1所述的磷酸铁的制备方法，其特征在于，所述第二滤渣煅烧...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勤，
申请(专利权)人：湖北宇浩高科新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：