專利名稱：一種磷酸鐵鋰專用電池級草酸亞鐵的制備方法
技術領域：
本發明涉及ー種草酸亞鐵的制備方法，特別是涉及一種磷酸鐵鋰專用電池級草酸亞鐵的制備方法。
背景技術：
草酸亞鐵分子式!^eC2O4 · 2H20，現有的草酸亞鐵生產方法主要有三大類1、用草酸鹽溶液與亞鐵溶液反應制得電池級草酸亞鐵，其エ藝缺點是顆粒較粗，須粉碎之后才能得到3-5 μ m的產品。如果想一歩制得3-5 μ m的產品，則需加助劑。2、用草酸溶液與亞鐵溶液反應制得電池級草酸亞鐵，其エ藝缺點是顆粒較粗，須粉碎之后才能得到3-5 μ m的產品。如果想一歩制得3-5 μ m的產品，則需加助劑。3、用草酸固體與亞鐵溶液反應制得電池級草酸亞鐵。專利CN200710165366.4用的就是草酸固體或含固體的草酸與亞鐵溶液反應制得產品，但其需要加入聚乙ニ醇和抗壞血酸等有機物作為表面活性剤。以上這三種方式不是エ藝過去復雜，就是需要加入其他有機物，制造的電池級草酸亞鐵顆粒比較大，純度不高，而且生產成本比較高。
發明內容
本發明是為了解決現有技術中的不足而完成的，本發明的目的是提供ー種エ藝簡單實用、生產成本低、更為環保、可以通過控制加入ニ水草酸固體的速度、亞鐵鹽的濃度及反應溫度等生產エ藝制得粒度比較小、純度比較高的磷酸鐵鋰專用電池級草酸亞鐵的制備方法。本發明的一種磷酸鐵鋰專用電池級草酸亞鐵的制備方法，包括以下エ藝流程A.在除雜釜內加入純水，啟動攪拌，并按照液固重量比為0.5 5 1根據純水的量加入亞鐵鹽固體，開始加熱，水溫升至80 100°C后，加入與亞鐵鹽固體的重量比0. 5 3%的還原鐵粉，恒溫攪拌1 3小時，控制其反應后的pH = 2 4，得到亞鐵鹽溶液，開始壓濾；B.將A步驟產生的亞鐵鹽溶液通過ー組自動保壓密封型廂式壓濾機，同時過濾金屬雜質、非金屬雜質及去除過量的還原鐵粉，得到純凈的亞鐵鹽溶液；C.當B步驟的亞鐵鹽濾液清亮后，打開壓濾機出液閥，將亞鐵鹽濾液快速打入主反應釜中；當壓濾完成后，溫度控制在30 60°C，°C，取所述亞鐵鹽的摩爾數1. 001 1. 05 倍量的ニ水草酸固體，開始加ニ水草酸固體，加料時間為5 60min，反應10 60min之后再把反應溫度升至70 100°C恒溫反應；D.將C步驟中得到的反應液充分攪拌，并保溫2 4h進行陳化，得到草酸亞鐵漿料；E.通過離心機分離草酸亞鐵漿料中的草酸亞鐵，轉速為30 100轉/min，離心時間 20 60min ；F.將分離后的草酸亞鐵經過水洗，烘干后得到草酸亞鐵成品。
本發明的一種磷酸鐵鋰專用電池級草酸亞鐵的制備方法還可以是所述亞鐵鹽為氯化亞鐵、硫酸亞鐵以及硝酸亞鐵中的ー種。所述A步驟中水溫升至95士5°C后，加入還原鐵粉。所述過濾器為板框過濾器或精密過濾器。所述E步驟中離心機內的濾布空隙為0. 1 5 μ m。ニ水草酸亞鐵純度大于99. 5 %。本發明的一種磷酸鐵鋰專用電池級草酸亞鐵的制備方法，通過上述步驟，相對于現有技術而言，其具有的優點是由于采用的步驟比較簡單，即利用亞鐵鹽溶液中加入還原鐵粉充分反應，降低余酸量，提高濃度并過濾而得到純度更高的草酸亞鐵，反應率大大提高，直接得到3-5 μ m的草酸亞鐵顆粒，產品中草酸亞鐵含量均> 99.5%，而且利用エ業廢棄物的亞鐵鹽作為本發明所使用的基本原料，使得エ業廢棄物得到循環利用，大大改善環境的質量，降低生產成本，實現循環經濟及即綠色經濟都得以發展的雙贏局面。
具體實施例方式下面對本發明的一種磷酸鐵鋰專用電池級草酸亞鐵的制備方法進ー步詳細說明。本發明的一種磷酸鐵鋰專用電池級草酸亞鐵的制備方法，包括以下エ藝流程A.在除雜釜內加入純水，啟動攪拌，并按照液固重量比為0.5 5 1根據純水的量加入亞鐵鹽固體，開始加熱，水溫升至80 100°C后，加入與亞鐵鹽固體的重量比0. 5 3%的還原鐵粉，恒溫攪拌1 3小時，控制其反應后的pH = 2 4，得到亞鐵鹽溶液，開始壓濾；B.將A步驟產生的亞鐵鹽溶液通過ー組自動保壓密封型廂式壓濾機(上海天立壓濾機有限公司，型號為XAMY40/800-UK)，同時過濾金屬雜質、非金屬雜質及去除過量的還原鐵粉，得到純凈的亞鐵鹽溶液；C.當B步驟的亞鐵鹽濾液清亮后，打開壓濾機出液閥，將亞鐵鹽濾液快速打入主反應釜中；當壓濾完成后，溫度控制在30 60°C，取所述亞鐵鹽的摩爾數1. 001 1. 05倍量的ニ水草酸固體，開始加ニ水草酸固體，加料時間為5 60min，反應10 60min之后再把反應溫度升至70 100°C恒溫反應；D.將C步驟中得到的反應液充分攪拌，并保溫2 4h進行陳化，得到草酸亞鐵漿料；E.通過離心機分離草酸亞鐵漿料中的草酸亞鐵，轉速為30 100轉/min，離心時間 20 60min ；F.將分離后的草酸亞鐵經過水洗，烘干后得到草酸亞鐵成品。由于采用上述步驟制造磷酸鋰鐵專用電池級草酸亞鐵，采用的步驟比較簡單，即利用亞鐵鹽溶液中加入還原鐵粉進行初歩的除雜，充分反應，降低余酸量，提高濃度并過濾而得到純度更高的草酸亞鐵，反應率大大提高，直接得到3-5 μ m的草酸亞鐵顆粒，產品中草酸亞鐵含量均> 99. 5%，而且利用ェ業廢棄物的亞鐵鹽作為本發明所使用的基本原料， 使得ェ業廢棄物得到循環利用，大大改善環境的質量，降低生產成本，實現循環經濟及即綠色經濟都得以發展的雙贏局面。
本發明的一種磷酸鐵鋰專用電池級草酸亞鐵的制備方法，具體還可以是所述亞鐵鹽為氯化亞鐵、硫酸亞鐵以及硝酸亞鐵中的ー種。當然還可以采用其他的亞鐵鹽，選用這幾種亞鐵鹽的優點是這幾種亞鐵鹽比較常規，價格比較便宜，這幾種亞鐵鹽來源于鋼鐵廠、鈦白粉廠等。還可以是在前面的技術方案的基礎上所述A步驟中水溫升至95士5°C后，加入還原鐵粉。這樣除雜的效果更好。另外，所述過濾器為ー組自動保壓密封型廂式壓濾機可以是上海天立壓濾機有限公司銷售的型號為XAMY40/800-UK的壓濾機。實施例1 A.在除雜釜內加入175kg純水，啟動攪拌，并加入350kg氯化亞鐵(液固重量比為 0.5 1)，開始加熱，使水溫升至90°C后，加入還原鐵粉1.75kg，控制其反應后的pH = 2. 5， 恒溫攪拌3小吋，得到氯化亞鐵溶液，開始壓濾；B.將A步驟產生的亞鐵鹽溶液通過ー組自動保壓密封型廂式壓濾機(型號為 XAMY40/800-UK)，同時過濾去除金屬雜質、非金屬雜質及過量的還原鐵粉，得到純凈的亞鐵鹽溶液；C.當B步驟的氯化亞鐵濾液清亮后，打開壓濾機出液閥，關閉壓濾機回流閥，將氯化亞鐵濾液快速打入主反應釜中；當壓濾完成后，加入ニ水草酸固體211. ^g(根據亞鐵鹽的摩爾數1. 001倍)，且不添加任何分散剤，加料時間為lOmin，加完料之后，在溫度為40°C 下，反應30min，之后再把反應溫度升至70°C ；D.將C步驟中反應液充分攪拌，并在70°C下保溫3小時后得到草酸亞鐵漿料；Ε.通過離心機(離心機內的濾布空隙為0. 1 μ m)分離草酸亞鐵漿料中的草酸亞鐵，轉速為100轉/min，離心時間30min ；F.將分離后的草酸亞鐵經過水洗，烘干后得到純度為99.5%、一次合成粒度為 1.5μπι草酸亞鐵成品。實施例2 Α.在除雜釜內加入700kg純水，啟動攪拌，并加入350kg氯化亞鐵(液固重量比為 2 1)，開始加熱，使水溫升至95°C后，加入還原鐵粉4. ^g，控制其反應后的pH = 3，恒溫攪拌2小吋，得到氯化亞鐵溶液；B.將A步驟產生的亞鐵鹽溶液通過ー組自動保壓密封型廂式壓濾機(型號為 XAMY40/800-UK)，同時過濾去除金屬雜質、非金屬雜質及過量的還原鐵粉，得到純凈的亞鐵鹽溶液；C.當B步驟的氯化亞鐵濾液清亮后，打開壓濾機出液閥，關閉壓濾機回流閥，將氯化亞鐵濾液快速打入主反應釜中；當壓濾完成后，一次性倒入ニ水草酸固體232. 68Kg (根據亞鐵鹽的摩爾數1. 05倍)，且不添加任何分散剤，加料時間為60min，在溫度為50°C下，反應30min，之后再把反應溫度升至100°C ；D.將C步驟中的反應液充分攪拌，并在100°C下保溫2小時后得到草酸亞鐵漿料；Ε.通過高速離心機(離心機內的濾布空隙為1. 5 μ m)分離草酸亞鐵漿料中的草酸亞鐵，轉速為30轉/min，離心時間60min ；F.將分離后的草酸亞鐵經過水洗，烘干后得到純度為99.7%、一次合成粒度為 4. 3μπι草酸亞鐵成品。實施例3
A.在除雜釜內加入1750kg純水，啟動攪拌，并加入350kg氯化亞鐵(液固重量比為5 1)，開始加熱，使水溫升至97°C后，加入還原鐵粉10. 5kg，控制其反應后的pH = 4， 恒溫攪拌1小吋，得到氯化亞鐵溶液；B.將A步驟產生的亞鐵鹽溶液通過ー組自動保壓密封型廂式壓濾機(型號為 XAMY40/800-UK)，同時過濾去除金屬雜質、非金屬雜質及過量的還原鐵粉，得到純凈的亞鐵鹽溶液；C.當B步驟的氯化亞鐵濾液清亮后，打開壓濾機出液閥，關閉壓濾機回流閥，將氯化亞鐵濾液快速打入主反應釜中；當壓濾完成后，倒入ニ水草酸固體223. ^g(根據亞鐵鹽的摩爾數1. 01倍)，且不添加任何分散剤，加料時間為45min，在溫度為60°C下，反應 60min，之后再把反應溫度升至90°C ；D.將C步驟中反應液充分攪拌，并在90°C下保溫2. 5小時后得到草酸亞鐵漿料；Ε.通過高速離心機(離心機內的濾布空隙為5 μ m)分離草酸亞鐵漿料中的草酸亞鐵，轉速為80轉/min,離心時間40min ；F.將分離后的草酸亞鐵經過水洗，烘干后得到ニ水草酸亞鐵純度99. 6%，一次合成粒度在D5tl = 4. 5 μ m的草酸亞鐵成品。實施例4 A.在除雜釜內加入1050kg純水，啟動攪拌，并加入350kg氯化亞鐵(液固重量比為3 1)，開始加熱，使水溫升至93°C后，加入還原鐵粉作g，控制其反應后的pH = 3. 5，恒溫攪拌1. 5小吋，得到氯化亞鐵溶液；B.將A步驟產生的亞鐵鹽溶液通過ー組自動保壓密封型廂式壓濾機(型號為 XAMY40/800-UK)，同時過濾去除金屬雜質、非金屬雜質及過量的還原鐵粉，得到純凈的亞鐵鹽溶液；C.當B步驟的氯化亞鐵濾液清亮后，打開壓濾機出液閥，關閉壓濾機回流閥，將氯化亞鐵濾液快速打入主反應釜中；當壓濾完成后，倒入ニ水草酸固體222. Ag(根據亞鐵鹽的摩爾數1. 005倍)，且不添加任何分散剤，加料時間為25min，在溫度為55°C下，反應 55min，之后再把反應溫度升至85°C ；D.將C步驟中反應液充分攪拌，并在85°C下保溫2小時后得到草酸亞鐵漿料；Ε.通過高速離心機(離心機內的濾布空隙為2 μ m)分離草酸亞鐵漿料中的草酸亞鐵，轉速為50轉/min，離心時間30min ；F.將分離后的草酸亞鐵經過水洗，烘干后得到ニ水草酸亞鐵純度99. 6%，一次合成粒度在D5tl = 3. 5 μ m的草酸亞鐵成品。實施案例中草酸亞鐵產品技術指標如下
權利要求
1.一種磷酸鐵鋰專用電池級草酸亞鐵的制備方法，其特征在于包括以下エ藝流程A.在除雜釜內加入純水，啟動攪拌，并按照液固重量比為0.5 5 1根據純水的量加入亞鐵鹽固體，開始加熱，水溫升至80 100°C后，加入與亞鐵鹽固體的重量比0. 5 3% 的還原鐵粉，恒溫攪拌1 3小時，控制其反應后的pH = 2 4，得到亞鐵鹽溶液，開始壓濾；B.將A步驟產生的亞鐵鹽溶液通過ー組自動保壓密封型廂式壓濾機，同時過濾金屬雜質、非金屬雜質及去除過量的還原鐵粉，得到純凈的亞鐵鹽溶液；C.當B步驟的亞鐵鹽濾液清亮后，打開壓濾機出液閥，將亞鐵鹽濾液快速打入主反應釜中；當壓濾完成后，溫度控制在30 60°C，取所述亞鐵鹽的摩爾數1. 001 1. 05倍量的 ニ水草酸固體，開始加ニ水草酸固體，加料時間為5 60min，反應10 60min之后再把反應溫度升至70 100°C恒溫反應；D.將C步驟中得到的反應液充分攪拌，并保溫2 4h進行陳化，得到草酸亞鐵漿料；Ε.通過離心機分離草酸亞鐵漿料中的草酸亞鐵，所述離心機轉速為30 100轉/min，離心分離時間為20 60min ；F.將分離后的草酸亞鐵經過水洗，烘干后得到草酸亞鐵成品。
2.根據權利要求1所述的ー種磷酸鐵鋰專用電池級草酸亞鐵的制備方法，其特征在于所述的亞鐵鹽為氯化亞鐵、硫酸亞鐵以及硝酸亞鐵中的ー種；
3.根據權利要求1或2所述的ー種磷酸鐵鋰專用電池級草酸亞鐵的制備方法，其特征在于所述A步驟中水溫升至95士5°C后，加入還原鐵粉。
4.根據權利要求1或2所述的ー種磷酸鐵鋰專用電池級草酸亞鐵的制備方法，其特征在于所述E步驟中離心機內的濾布空隙為0. 1 5 μ m。
5.根據權利要求1或2所述的ー種磷酸鐵鋰專用電池級草酸亞鐵的制備方法，其特征在于ニ水草酸亞鐵純度大于99. 5%。
全文摘要
本發明公開磷酸鐵鋰專用電池級草酸亞鐵的制備方法，包括以下流程A.除雜釜加入純水，攪拌，加亞鐵鹽固體，升至80-100℃，加入還原鐵粉，恒溫攪拌1-3小時，控制pH＝2-4，壓濾；B.亞鐵鹽溶液過濾，去除鐵粉及雜質；C.亞鐵鹽濾液清亮后，將濾液打入主反應釜中；壓濾后，溫度在30-60℃，加入二水草酸固體進行沉淀反應，加料時間5-60min，反應10-60min后溫度升至70-100℃恒溫；D.將反應液攪拌，并保溫2-4h陳化；E.離心機分離草酸亞鐵；F.將分離的草酸亞鐵經過水洗，烘干，得到草酸亞鐵產品。本發明的磷酸鐵鋰專用電池級草酸亞鐵的制備方法工藝簡單實用、生產成本低、環保、一步法合成小顆粒(＜5μm)、純度大于99.5％的電池級草酸亞鐵。
文檔編號C07C55/07GK102557916SQ20111039650
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月2日 優先權日2011年12月2日
發明者劉明, 李良彬, 李芳芳, 李鵬俊, 白有仙, 胡耐根, 馬木林 申請人:江西贛鋒鋰業股份有限公司