阅读说明：本技术 一种利用磷酸亚铁制备正磷酸铁的方法 (Method for preparing ferric orthophosphate by using ferrous phosphate ) 是由 吕天宝 徐岩岭 张占儒 张云 于文刚 谯凌峰 马文国 张盛强 张绍伟 孙瑞军 于 2020-07-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种利用磷酸亚铁制备正磷酸铁的方法,将磷酸亚铁浆料进行研磨,控制好研磨后的物料粒径；将磷酸亚铁浆料和磷酸及微过量的双氧水混合,充分反应后升温熟化；将冷却后的磷酸铁浆料通过板框压滤机过滤洗涤；将洗涤后的滤饼通过闪蒸干燥机干燥得到二水磷酸铁,再通过新式回转窑脱去结晶水,获得正磷酸铁。本发明提供的方法可制备出粒径为2-4μm的正磷酸铁,制备出的正磷酸铁材料具有较高的堆积密度,合成的磷酸铁锂具有较好电化学性能,在锂离子电池领域具有很好的应用前景。(The invention discloses a method for preparing ferric orthophosphate by utilizing ferrous phosphate, which comprises the steps of grinding ferrous phosphate slurry, and controlling the particle size of the ground material; mixing the ferrous phosphate slurry, phosphoric acid and a small excess of hydrogen peroxide, fully reacting, and heating for curing; filtering and washing the cooled iron phosphate slurry by using a plate-and-frame filter press; and drying the washed filter cake by a flash dryer to obtain ferric phosphate dihydrate, and removing crystal water by a novel rotary kiln to obtain the ferric orthophosphate. The method provided by the invention can be used for preparing ferric orthophosphate with the particle size of 2-4 mu m, the prepared ferric orthophosphate material has higher bulk density, and the synthesized lithium iron phosphate has better electrochemical performance and good application prospect in the field of lithium ion batteries.)

一种利用磷酸亚铁制备正磷酸铁的方法

技术领域

本发明涉及化工技术领域，具体为一种利用磷酸亚铁制备正磷酸铁的方法。

背景技术

磷酸铁作为锂电池正极材料磷酸铁锂的原料，随着我国新能源的开发利用，其需求量也越来越大，磷酸铁也可用作催化剂及制造陶瓷等。

经过大量检索得知：中国发明专利：申请号【CN201110072970.9】，公开号【CN102153061A】一种正磷酸铁材料的合成方法，本发明涉及一种正磷酸铁材料的合成方法。本发明属于锂离子正极材料技术领域。一种正磷酸铁材料的合成方法，步骤为：1)制造空心球模板：具有碳氢键的油和不含金属离子的水溶性表面活性剂，在水溶液中搅拌0.1-10小时，形成乳浊液；油和表面活性剂的重量比例为1：1-9，占溶液总重量的0.1-5％；2)正磷酸铁沉淀：以此乳浊液，在磷酸盐和三价铁盐存在的酸性溶液中，调溶液pH值，形成正磷酸铁沉淀；沉淀附着在乳液微球上，形成外部是磷酸铁，核心是乳液微球的结构；3)正磷酸铁微球处理：乳液微球经过滤、干燥后，再高温煅烧，形成空心/壳结构微球正磷酸铁材料。本发明具有工艺简单，操作方便，正磷酸铁微球稳定，大倍率放电容量和低温容量等优点

目前磷酸铁的生产工艺为铁盐和磷酸盐合成或铁粉与磷酸的直接生产方式，其生产成本能耗高、生产工艺较复杂、杂质较高等缺点，导致产品质量稳定性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用磷酸亚铁制备正磷酸铁的方法，解决了背景技术提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用磷酸亚铁制备正磷酸铁的方法，包括如下工艺流程：

步骤S1：将磷酸亚铁浆料进行研磨，研磨后的浆料送至砂磨后储槽中，通过冷水盘管冷却后待用；

步骤S2：将磷酸亚铁浆料和磷酸分别泵送至称重计量槽中，将定量的磷酸亚铁浆料通过称重计量槽加入到反应釜中，分别加入定量的水、磷酸和双氧水，充分反应后，通过外半管蒸汽升温熟化，放料至冷却槽冷却后泵送至水洗供料槽；

步骤S3：将冷却后的磷酸铁浆料通过压滤机固液分离除去浆料中的磷酸根，经过五次洗涤至电导合格后，滤饼打浆后泵至窑尾储槽；滤液泵送至CN过滤器沉降分离，上层清液溢流入清液槽，稠浆进入稠浆槽，后泵送至水洗供料槽；

步骤S4：通过隔膜压榨板框脱除磷酸铁溶液中的部分游离水份，提高磷酸铁的固含量；控制进闪干进料量。

步骤S5：过滤板框的磷酸铁滤饼经闪蒸主机进行干燥处理，除去水分，在闪干及料仓进料完成后，根据回转窑出料时间，待厚料层至最后温区后，将回转窑转速提至13Hz以上，同时将引风机变频开至最大，靠负压风送将薄料层快速输送出来；

步骤S6：将闪蒸烘干至无游离水的二水磷酸铁在580-600度除去结晶水，冷却后对无水磷酸铁进行电化学性能测试，配料进行正磷酸铁合成。

优选的，步骤S1、S2中将磷酸亚铁砂磨至粒径4微米以下，根据浆料中的铁含量和磷酸含量计算磷酸和双氧水的加入量,泵入磷酸铁合成釜。

优选的，步骤S3中将磷酸铁通过压滤机分离后经过五次洗涤至电导合格。

优选的，步骤S4、S5中将磷酸铁通过隔膜压榨板框除去部分水分提高固含量，经闪蒸主机进行干燥处理，除去水分。

优选的，步骤S6中将闪蒸烘干至无游离水的二水磷酸铁在580-600度除去结晶水。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明所述的研磨工艺中通过控制研磨后的磷酸亚铁粒径，保证了最终磷酸铁产品的氧化过程可控、粒径均匀。通过双氧水的微过量加入，保证了氧化过程的完全反应，使得磷酸铁产品的铁磷比稳定。通过该方法制备的磷酸铁粒径可控，铁磷比稳定高，用于生产的磷酸铁锂具有加工性能优越、电性能稳定等优点；本发明充分利用硫酸亚铁资源，较低成本的去除钛、钙、镁、锌、锰等离子，去杂效率达到90％以上，获得含量达99.9％以上高纯度食品级正磷酸铁。

附图说明

图1为本发明制备的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种利用磷酸亚铁制备正磷酸铁的方法技术方案：一种利用磷酸亚铁制备正磷酸铁的方法，包括如下工艺流程：

步骤S1：将磷酸亚铁浆料进行研磨，研磨后的浆料送至砂磨后储槽中，通过冷水盘管冷却后待用；

步骤S2：将磷酸亚铁浆料和磷酸分别泵送至称重计量槽中，将定量的磷酸亚铁浆料通过称重计量槽加入到反应釜中，分别加入定量的水、磷酸和双氧水，充分反应后，通过外半管蒸汽升温熟化，放料至冷却槽冷却后泵送至水洗供料槽；

步骤S3：将冷却后的磷酸铁浆料通过压滤机固液分离除去浆料中的磷酸根，经过五次洗涤至电导合格后，滤饼打浆后泵至窑尾储槽；滤液泵送至CN过滤器沉降分离，上层清液溢流入清液槽，稠浆进入稠浆槽，后泵送至水洗供料槽；

步骤S4：通过隔膜压榨板框脱除磷酸铁溶液中的部分游离水份，提高磷酸铁的固含量；控制进闪干进料量。

步骤S5：过滤板框的磷酸铁滤饼经闪蒸主机进行干燥处理，除去水分，在闪干及料仓进料完成后，根据回转窑出料时间，待厚料层至最后温区后，将回转窑转速提至13Hz以上，同时将引风机变频开至最大，靠负压风送将薄料层快速输送出来；

步骤S6：将闪蒸烘干至无游离水的二水磷酸铁在580-600度除去结晶水，冷却后对无水磷酸铁进行电化学性能测试，配料进行正磷酸铁合成。

本发明实施方式，进一步的，步骤S1、S2中将磷酸亚铁砂磨至粒径4微米以下，根据浆料中的铁含量和磷酸含量计算磷酸和双氧水的加入量,泵入磷酸铁合成釜。

本发明实施方式，进一步的，步骤S3中将磷酸铁通过压滤机分离后经过五次洗涤至电导合格。

本发明实施方式，进一步的，步骤S4、S5中将磷酸铁通过隔膜压榨板框除去部分水分提高固含量，经闪蒸主机进行干燥处理，除去水分。

本发明实施方式，进一步的，步骤S6中将闪蒸烘干至无游离水的二水磷酸铁在580-600度除去结晶水。

同时提供一种磷酸铁的闪干方法，其具体工艺步骤如下：

(1)将磷酸亚铁浆料进行研磨，研磨后的浆料送至砂磨后储槽中，通过冷水盘管冷却后待用。

(2)将磷酸亚铁浆料和磷酸分别泵送至称重计量槽中，将定量的磷酸亚铁浆料通过称重计量槽加入到反应釜中，分别加入定量的水、磷酸和双氧水，充分反应后，通过外半管蒸汽升温熟化，放料至冷却槽冷却后泵送至水洗供料槽。

(3)配料前在搅拌状况下取高位槽浆料分析Fe含量。

(4)将冷却后的磷酸铁浆料通过压滤机固液分离除去浆料中的磷酸根，经过五次洗涤至电导合格后，滤饼打浆后泵至窑尾储槽；滤液泵送至CN过滤器沉降分离，上层清液溢流入清液槽，稠浆进入稠浆槽，后泵送至水洗供料槽。

(5)通过隔膜压榨板框脱除磷酸铁溶液中的部分游离水份，提高磷酸铁的固含量；过滤板框的磷酸铁滤饼经闪蒸主机进行干燥处理，除去水分。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。