1.本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及高純磷酸鐵的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

2.正極材料是鋰離子電池最重要的組成部分。橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰(lifepo4)具有理論容量高、安全性好、環(huán)境友好和成本低廉等眾多優(yōu)勢，磷酸鐵鋰作為鋰離子電池的正極材料在儲能領(lǐng)域被研究人員和市場青睞。fepo4作為磷酸鐵鋰正極材料前驅(qū)體，可用于大規(guī)模生產(chǎn)具有高壓實的lifepo4，其品質(zhì)和成本將對磷酸鐵鋰電池性能及成本產(chǎn)生直接的影響。目前磷酸鐵的技術(shù)方法主要采用共沉淀法，鈦白粉副產(chǎn)物硫酸亞鐵和磷源、堿液、氧化劑等作為原料，采用堿液調(diào)節(jié)ph，在合適的ph下沉淀磷酸鐵，常規(guī)制備方法一般為反應(yīng)和陳化兩個階段，反應(yīng)溫度及能耗較高。但在制備過程中，調(diào)節(jié)體系ph容易在產(chǎn)品中引入雜質(zhì)(現(xiàn)有技術(shù)的磷酸鐵純度一般較難超過99％)，并且成本較高、工藝復(fù)雜。因而需要開發(fā)新工藝改善產(chǎn)品理化指標(biāo)，并且產(chǎn)品性能指標(biāo)滿足磷酸鐵鋰電池制備要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

3.本發(fā)明旨在至少解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提出一種高純磷酸鐵的制備方法及其應(yīng)用，該制備方法的原料價格低廉，所產(chǎn)生廢棄物較少，所需溫度較低，能夠有效降低能耗成本，制備方法制得的磷酸鐵純度可達99.8％以上。

4.為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

5.一種磷酸鐵的制備方法，包括以下步驟：

6.(1)將磷化鐵廢棄物、酸液、氧化劑、吸附劑混合攪拌，升溫浸出，固液分離，得到第一濾液和第一濾渣；

7.(2)向所述第一濾液中加入堿液，調(diào)節(jié)ph并保溫，固液分離，得到第二濾渣和第二濾液，取第二濾渣，熱處理，得到氧化鐵；

8.(3)將所述氧化鐵進行高能球磨，并加入表面活性劑進行活化，得到漿料；

9.(4)向步驟(2)所述第二濾液中加入萃取劑和酸液，萃取分離，取有機相反萃，得到磷酸；

10.(5)將步驟(3)所述漿料和磷酸混合，加熱反應(yīng)，固液分離，取固相洗滌、燒結(jié)，得到磷酸鐵。

11.優(yōu)選地，步驟(1)中，所述磷化鐵廢棄物中含有fe、fe3o4、fep、fe2p中的至少一種；進一步優(yōu)選地，所述磷化鐵廢棄物中含有fep和fe2p的混合物。

12.優(yōu)選地，步驟(1)中，所述酸液為硝酸與硫酸、鹽酸中的至少兩種。

13.進一步優(yōu)選地，所述酸液為硝酸和硫酸的混合物，所述硝酸與硫酸的摩爾比為1:(0.5-5)。

14.更優(yōu)選地，所述硝酸和硫酸的摩爾比為1：(0.5-2)。

15.優(yōu)選地，步驟(1)中，所述氧化劑為雙氧水、氧氣、硝酸、過硫酸鈉中的至少一種。

16.進一步優(yōu)選地，所述氧化劑為雙氧水、氧氣中的一種。

17.優(yōu)選地，步驟(1)中，所述吸附劑為活性炭、石墨、碳分子篩、沸石分子篩中的一種。

18.進一步優(yōu)選地，所述吸附劑為活性炭、石墨。

19.優(yōu)選地，步驟(1)中，攪拌的速度為300-500rpm，攪拌的速度為350-450rpm。

20.優(yōu)選地，步驟(1)中，所述升溫浸出的溫度為80-100℃，升溫浸出的時間為2-6h；進一步優(yōu)選地，升溫浸出的溫度為90-100℃，升溫浸出的時間為2-3h。

21.優(yōu)選地，步驟(2)中，所述堿液為naoh溶液、koh溶液、氨水、尿素溶液、nh4cl、nh4hco3、na2co3、nahco3中的至少一種。

22.進一步優(yōu)選地，所述堿液為naoh溶液、氨水、尿素溶液中的一種。

23.優(yōu)選地，步驟(2)中，所述調(diào)節(jié)ph是將ph調(diào)節(jié)為2.5-5；進一步優(yōu)選地，所述調(diào)節(jié)ph是將ph調(diào)節(jié)為3.5-4.5。

24.優(yōu)選地，步驟(2)中，所述保溫的溫度為80-100℃，保溫的時間為2-4h；進一步優(yōu)選地，所述保溫的溫度為85-95℃，保溫的時間2-3h。

25.優(yōu)選地，步驟(2)中，所述熱處理的溫度為400-650℃，熱處理的時間為2-4h。

26.進一步優(yōu)選地，所述熱處理的溫度為450-550℃，熱處理的時間為2-4h。

27.優(yōu)選地，步驟(2)中，所述熱處理的氧化劑為空氣。

28.優(yōu)選地，步驟(3)中，所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇、十二烷基磺酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一種。

29.進一步優(yōu)選地，所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇中的至少一種。

30.優(yōu)選地，步驟(3)中，所述高能球磨的時間為0.5-3h；進一步優(yōu)選地，所述高能球磨時間為1-1.5h。

31.優(yōu)選地，步驟(3)中，所述高能球磨使用的設(shè)備是高能球磨機。

32.高能球磨目的是預(yù)活化漿料，增強鐵源(氧化鐵)活性，降低反應(yīng)活化能，誘發(fā)低溫化學(xué)反應(yīng)。

33.優(yōu)選地，步驟(4)中，所述萃取過程使用的萃取槽中通有溫度為85-100℃的純水進一步優(yōu)選地，所述純水溫度為90-95℃。

34.優(yōu)選地，步驟(4)中，所述萃取劑為磷酸三丁酯、異丙醚、異丙醇、異戊醇、正丁醇和二丁基亞砜中的一種。

35.進一步優(yōu)選地，所述萃取劑為磷酸三丁酯、異丙醇、正丁醇中的一種。

36.優(yōu)選地，步驟(4)中，所述萃取劑加入量與磷酸的質(zhì)量比值為1:(3-6)；進一步優(yōu)選地，所述萃取劑加入量與磷酸的質(zhì)量比值為1:(4.5-5.5)。

37.優(yōu)選地，步驟(4)中，所述萃取的溫度為50-80℃，萃取的時間為10-120min；進一步優(yōu)選地，所述萃取的溫度為60-70℃，萃取的時間為40-70min。

38.優(yōu)選地，步驟(4)中，所述酸液為硫酸，目的是為增加萃取率，硫酸的加入量為萃取出的有機相質(zhì)量的1-3％。

39.優(yōu)選地，步驟(4)中，還包括將所述磷酸進行濃縮，得到精制濃磷酸。

40.進一步優(yōu)選地，所述濃縮的溫度為85-105℃，濃縮的時間為2-10h；進一步優(yōu)選地，所述濃縮的溫度為95-100℃，濃縮的時間為5-8h。

41.優(yōu)選地，步驟(5)中，所述氧化鐵中fe和磷酸中p的摩爾比為1:(1-2)；進一步優(yōu)選

地，所述氧化鐵中fe和磷酸中p的摩爾比為1:(1.4-1.7)。

42.優(yōu)選地，步驟(5)中，所述加熱的溫度為50-80℃，所述母液fe≤20mg/l；進一步優(yōu)選地，所述加熱溫度為60-70℃，所述母液fe≤10mg/l。

43.優(yōu)選地，步驟(5)中，所述洗滌過程是以固液比為1:(10-15)g/l制漿過濾，之后將濾餅用固液比為1:10g/l的純水淋洗，洗至電導(dǎo)率≤500us/cm。

44.優(yōu)選地，步驟(5)中，所述燒結(jié)條件如下：燒結(jié)氣氛為空氣、氮氣中的一種或幾種，先在200-350℃下燒結(jié)1-3h，然后升溫至500-650℃燒結(jié)2-3h。

45.優(yōu)選地，步驟(5)中，所述磷酸鐵的雜質(zhì)含量≤0.10％；進一步優(yōu)選地，磷酸鐵的雜質(zhì)含量≤0.05％。

46.優(yōu)選地，步驟(5)中，所述磷酸鐵的d50為2-6um，振實密度為0.80-1.30g/cm3，比表面積為4-8m2/g。

47.本發(fā)明還提供上述的制備方法在制備電池材料中的應(yīng)用。

48.相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果如下：

49.(1)本發(fā)明用磷化鐵廢料等作為原料制備氧化鐵(鐵源)和磷酸，再通過高能球磨和表面活性劑活化鐵源，增強了鐵源活性，降低了反應(yīng)活化能和化學(xué)反應(yīng)勢壘，誘導(dǎo)低溫化學(xué)反應(yīng)合成磷酸鐵(無需加入沉淀劑和堿液)，制得的無水磷酸鐵雜質(zhì)少，顆粒分布均勻，形成片層結(jié)構(gòu)，能夠用作高壓實磷酸鐵鋰的前驅(qū)體。相比于傳統(tǒng)的磷酸鐵合成，本發(fā)明的原料價格低廉，反應(yīng)過程為閉環(huán)制備，所產(chǎn)生廢棄物較少，所需溫度較低，能夠有效降低能耗成本。本發(fā)明的工藝所需設(shè)備簡單、容易操作、原料成本低廉，可以提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

50.(2)本發(fā)明采用高能球磨機和和表面活性劑活化鐵源，增強了鐵源活性，降低了反應(yīng)活化能和化學(xué)反應(yīng)勢壘，使得通常需要高溫反應(yīng)制備磷酸鐵的過程在低溫下也能制備磷酸鐵，而且無需加入沉淀劑和堿液，減少了試劑的使用。

51.(3)本發(fā)明通過設(shè)計僅在氧化鐵的合成過程使用堿液，在磷酸鐵的合成過程未涉及到使用堿液調(diào)節(jié)ph，反應(yīng)體系的ph相對較低，并且反應(yīng)過程中ph未有明顯提升，沒有達到雜質(zhì)元素的沉淀ph，減少了雜質(zhì)離子在反應(yīng)過程中吸附到產(chǎn)品中，因而可以制備高純度的磷酸鐵。

52.(4)本發(fā)明使用的磷源為磷化鐵廢料浸出后液，經(jīng)萃取、反萃、濃縮后生成磷酸，可以在后續(xù)的沉淀反應(yīng)過程中使用，減少了資源的浪費。

53.(5)傳統(tǒng)的磷酸鐵合成溫度一般超過90℃，而本發(fā)明制備磷酸鐵僅在50-80℃(高能球磨目的是預(yù)活化漿料，增強鐵源(氧化鐵)活性，降低反應(yīng)活化能，誘發(fā)低溫化學(xué)反應(yīng))即可得到，能夠有效降低能耗成本，能耗利用率高，能耗成本相較于常規(guī)制備過程較低。

附圖說明

54.圖1為本發(fā)明實施例的工藝流程示意圖；

55.圖2為本發(fā)明實施例1制得的二水磷酸鐵的xrd圖；

56.圖3為本發(fā)明實施例1制得的二水磷酸鐵的sem圖；

57.圖4為本發(fā)明實施例1制得的無水磷酸鐵的xrd圖；

58.圖5為本發(fā)明實施例1制得的無水磷酸鐵的sem圖；

59.圖6為本發(fā)明實施例1制得的無水磷酸鐵前驅(qū)體合成的磷酸鐵鋰的xrd圖；

60.圖7為本發(fā)明實施例1制得的無水磷酸鐵前驅(qū)體合成的磷酸鐵鋰在0.1c的充放電曲線圖。

具體實施方式

61.以下將結(jié)合實施例對本發(fā)明的構(gòu)思及產(chǎn)生的技術(shù)效果進行清楚、完整地描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實施例只是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例，基于本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其他實施例，均屬于本發(fā)明保護的范圍。

62.實施例1

63.本實施例的高純磷酸鐵的制備方法，具體包括以下步驟：

64.(1)將1kg磷化鐵廢棄物、4l濃度為1.5mol/l硝酸、3l濃度為1.5mol/l的硫酸、通入1mol氧氣、100g活性炭(吸附劑)在密閉高溫高壓反應(yīng)釜中混合均勻后得到漿料a；

65.(2)將漿料a升溫至95℃，并在攪拌速度為350rpm下攪拌聯(lián)合浸出，保溫2.5h后得第一濾液b和第一濾渣，反應(yīng)方程式為4fep+8o2→

2fe2o3+2p2o5、4fe2p+11o2→

4fe2o3+2p2o5、4fe+3o2→

2fe2o3；

66.(3)取第一濾液b并加入0.45l濃度為30％的naoh溶液，調(diào)節(jié)ph至3.5并保溫2h，趁熱過濾后將沉淀快速冷卻得沉淀c(第二濾渣)和濾液d(第二濾液)，取第二濾渣，沉淀c經(jīng)500℃處理后得1.3kg氧化鐵；

67.(4)稱取0.8kg步驟(3)所得氧化鐵與10l純水混合，加入17.25g十二烷基苯磺酸鈉作為表面活性劑，攪拌30min后，注入高能球磨機(天創(chuàng)粉末，xqm-12，300rpm，100ml乙醇做分散劑，10mm、20mm兩種鋯球以3:1比例混合，磨球與混合粉末的質(zhì)量比為5:1)中進行高能球磨1.5h，將氧化鐵預(yù)活化，收集球磨后的10.5kg漿料待用；

68.(5)將步驟(3)中所得6l濾液d部分通入含有2l、90℃加熱的純水的容積為10l的萃取槽，得到含雜質(zhì)的磷酸，加入1l正丁醇作為萃取劑和0.5l濃度為1.5mol/l硫酸，經(jīng)95℃攪拌萃取分離有機相和萃余酸，反萃后將稀磷酸從有機相中分離出來，稀磷酸經(jīng)100℃高溫濃縮后，測試磷酸濃度合格后濃縮完成，得到精制濃磷酸f；

69.(6)取8kg高能球磨后的漿料注入10l反應(yīng)釜中，加入步驟(5)制備的0.824kg濃磷酸，保持體系中的總fe：p＝1:1.15，攪拌均勻后，設(shè)置加熱溫度為70℃，攪拌速度為350rpm，反應(yīng)6h，待漿料完全變白后，固液分離，得到二水磷酸鐵和母液，收集母液并測試母液中fe、p含量為18.5mg/l、3.75g/l，母液可返回至第一濾液或濕法制備磷酸；

70.(7)將二水磷酸鐵用15l的純水制漿，制漿完成后用10l純水淋洗，洗至電導(dǎo)率為395us/cm，洗后濾餅在100℃下干燥20h后，將所得1100g粉末進行焙燒脫水，即得雜質(zhì)含量≤0.1％的無水磷酸鐵。

71.圖1為本發(fā)明實施例的工藝流程示意圖，圖2和圖3分別為實施例1制備的二水磷酸鐵的xrd圖及sem圖；圖4和圖5分別為實施例1制備的無水磷酸鐵的xrd圖及sem圖。由圖2和圖4橫坐標(biāo)為2theta表示為衍射角，縱坐標(biāo)為強度，可初步判斷產(chǎn)品結(jié)晶度和純度，并可知實施例1制備的、磷酸鐵脫水前后物相純度較高，結(jié)晶度好，未發(fā)現(xiàn)其它雜相；由圖3可知制備的二水磷酸鐵一次粒子呈片層結(jié)構(gòu)，顆粒粒度分布較窄，分散性較好；由圖5可知制備的磷酸鐵高溫?zé)Y(jié)后一次粒子整體形貌仍呈片狀，一次粒子表面明顯熔融及多孔結(jié)構(gòu)，滿足

高壓實磷酸鐵鋰電池前驅(qū)體的要求，圖6為以實施例1為前驅(qū)體所合成的磷酸鐵鋰的xrd圖，可知由本發(fā)明制備的磷酸鐵鋰無雜相，結(jié)晶度較好，晶型結(jié)構(gòu)完整，具有橄欖石結(jié)構(gòu)；圖7為0.1c恒流下以實施例1為前驅(qū)體所合成的磷酸鐵鋰的充放電曲線，橫坐標(biāo)表示比容量，縱坐標(biāo)表示電壓，由曲線可知首次充、放電容量分別為159.5mah/g、157.6mah/g，電性能結(jié)果與市售產(chǎn)品相近，壓實可達到2.42g/cm3，表明本發(fā)明制備的磷酸鐵適合作為高壓實磷酸鐵鋰前驅(qū)體材料。

72.實施例2

73.本實施例的高純磷酸鐵的制備方法，具體包括以下步驟：

74.(1)將1kg磷化鐵廢棄物、4.5l濃度為1.5mol/l硝酸、2l濃度為1.5mol/l的硫酸、通入1mol氧氣、150g活性炭在密閉高溫高壓反應(yīng)釜中混合均勻后得到漿料a；

75.(2)將漿料a升溫至93℃，并在攪拌速度為380rpm下聯(lián)合浸出，保溫3h后得第一濾液b和第一濾渣；

76.(3)向第一濾液b中加入0.45l濃度為30％的naoh溶液，調(diào)節(jié)ph至4并保溫2.5h，趁熱過濾后將沉淀快速冷卻得沉淀c(第二濾渣)和濾液d(第二濾液)，沉淀c經(jīng)550℃高溫處理后得1.35kg氧化鐵；

77.(4)稱取0.8kg步驟(3)所得氧化鐵與10l純水混合，加入25.87g十二烷基苯磺酸鈉，攪拌60min后，注入高能球磨機中進行高能球磨2h，將氧化鐵預(yù)活化，收集球磨后的10kg漿料待用；

78.(5)將步驟(3)中所得6l濾液d通入含有2l、90℃加熱的純水容積為10l的萃取槽中，得到含雜質(zhì)的磷酸，加入1.5l異丁醇作為萃取劑和0.5l濃度為1.5mol/l硫酸，經(jīng)98℃攪拌萃取分離有機相和萃余酸，反萃后將稀磷酸從有機相中分離出來，稀磷酸經(jīng)98℃高溫濃縮后，測試磷酸濃度合格后濃縮完成，得到精制濃磷酸f；

79.(6)取8.0kg高能球磨后的漿料注入10l反應(yīng)釜中，加入步驟(5)制備的0.739kg濃磷酸，保持體系中的總fe：p＝1:1.1，攪拌均勻后，設(shè)置加熱溫度為60℃，攪拌速度為350rpm，反應(yīng)8h，待漿料完全變白后，固液分離，得到二水磷酸鐵和母液(第二濾液)，收集母液并測試母液中fe、p含量為19.3mg/l、2.35g/l，母液(第二濾液)可返回至第一濾液或濕法制備磷酸；

80.(7)將二水磷酸鐵用12l的純水制漿，制漿完成后用10l純水淋洗，洗至電導(dǎo)率為303us/cm，洗后濾餅在100℃下干燥20h后，將所得900g粉末進行焙燒脫水，即得雜質(zhì)含量≤0.1％的無水磷酸鐵。

81.實施例3

82.本實施例的高純磷酸鐵的制備方法，具體包括以下步驟：

83.(1)將1kg磷化鐵廢棄物、2.5l濃度為1.5mol/l硝酸、4.5l濃度為1.5mol/l的硫酸、通入2.5mol氧氣、150g活性炭在密閉高溫高壓反應(yīng)釜中混合均勻后得到漿料a；

84.(2)將漿料a升溫至95℃，并在攪拌速度為400rpm下聯(lián)合浸出，保溫3h后得第一濾液b和濾渣；

85.(3)向第一濾液b中加入0.6l濃度為30％的naoh溶液，調(diào)節(jié)ph至4.5并保溫3h，趁熱過濾后將沉淀快速冷卻得沉淀c(第二濾渣)和濾液d(第二濾液)，沉淀c經(jīng)450℃高溫處理后得1.4kg氧化鐵；

86.(4)將步驟(3)所得氧化鐵稱取0.7kg與12l純水混合，加入31.05g十二烷基苯磺酸鈉作為表面活性劑，攪拌45min注入高能球磨機中進行球高能球磨1.5h，將鐵源預(yù)活化，收集球磨后10kg漿料待用；

87.(5)將步驟(3)中所得5.5l濾液部分通入含有1.5l、95℃加熱的純水的容積為10l的萃取槽，得到含雜質(zhì)的磷酸，加入2l異戊醇作為萃取劑和0.7l濃度為1.5mol/l硫酸，經(jīng)95℃攪拌萃取分離有機相和萃余酸，經(jīng)過熱純水反萃后將稀磷酸從有機相中分離出來，稀磷酸經(jīng)100℃高溫濃縮后，測試磷酸濃度合格后濃縮完成，得到精制濃磷酸f；

88.(6)取8.0kg高能球磨后的活化鐵源漿料注入10l反應(yīng)釜中，加入步驟(5)制備的0.739kg濃磷酸，保持體系中的總fe：p＝1:1.18，攪拌均勻后，設(shè)置加熱溫度為55℃，攪拌速度為330rpm，反應(yīng)7h，待漿料完全變白后固液分離，收集母液并測試母液中fe、p含量為10.2mg/l、2.13g/l，母液可返回至第一濾液或濕法制備磷酸；

89.(7)將二水磷酸鐵用15l的純水制漿，制漿完成后用10l純水淋洗，洗至電導(dǎo)率為215us/cm，洗后濾餅在100℃下干燥18h后，將所得890g粉末進行焙燒脫水，即得所述雜質(zhì)含量≤0.1％的無水磷酸鐵。

90.對比例1

91.本對比例的磷酸鐵的制備方法，具體包括以下步驟：

92.(1)鈦白粉副產(chǎn)物硫酸亞鐵用純水溶解，配制成fe濃度為45g/l的硫酸亞鐵溶液a；

93.(2)磷酸二氫銨溶液、磷酸、雙氧水混合制備磷源/氧化劑混合液b；

94.(3)以溶液a在反應(yīng)釜中作為底液，在一定溫度和攪拌狀態(tài)下，將混合液b以一定速度泵入反應(yīng)釜，使體系中fe/p在1:1.1左右，保持反應(yīng)過程中ph保持在1.5-2；

95.(4)采用88℃加熱攪拌生成磷酸鐵沉淀，待沉淀轉(zhuǎn)白后陳化3h，沉淀陳化后過濾、洗滌，洗滌終點電導(dǎo)率為400us/cm以下，濾餅經(jīng)干燥、脫水后生成無水磷酸鐵粉末。

96.實施例1-3與對比例1-2分析：

97.表1為實施例1、2、3制備的磷酸鐵產(chǎn)品、制備出的氧化鐵、市售雅城磷酸鐵(對比例2)的雜質(zhì)元素含量，具體數(shù)據(jù)是由icp-aes設(shè)備測試得到。由表1可知，制備出的氧化鐵原料中含有雜質(zhì)較多，但由于本發(fā)明的制備方法未改變體系ph，雜質(zhì)元素未隨磷酸鐵沉淀，實施例中制備得到磷酸鐵產(chǎn)品的雜質(zhì)含量明顯比市售標(biāo)準(zhǔn)低的多，證明此種工藝能夠大大純化磷酸鐵，提高產(chǎn)品理化指標(biāo)。

98.表1

99.[0100][0101]

試驗例

[0102]

上述實施例1～3制得的無水磷酸鐵與市售雅城磷酸鐵按照常規(guī)方法在同等條件下制備成磷酸鐵鋰，對制得的磷酸鐵鋰的壓實密度及其電性能進行檢測，結(jié)果如下表2所示：

[0103]

表2

[0104][0105]

本發(fā)明實施例1-3中合成的無水磷酸鐵制得的磷酸鐵鋰粉末壓實密度及電性能與市售的磷酸鐵接近，表明本發(fā)明合成的磷酸鐵達到了磷酸鐵鋰用電池級無水磷酸鐵的標(biāo)準(zhǔn)，性能甚至超過市售的磷酸鐵。

[0106]

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例作了詳細說明，但是本發(fā)明不限于上述實施例，在所屬技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。此外，在不沖突的情況下，本發(fā)明的實施例及實施例中的特征可以相互組合。技術(shù)特征：

1.一種磷酸鐵的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將磷化鐵廢棄物、酸液、氧化劑、吸附劑混合攪拌，升溫浸出，固液分離，得到第一濾液和第一濾渣；(2)向所述第一濾液中加入堿液，調(diào)節(jié)ph并保溫，固液分離，得到第二濾渣和第二濾液，取第二濾渣，熱處理，得到氧化鐵；(3)將所述氧化鐵進行高能球磨，并加入表面活性劑進行活化，得到漿料；(4)向步驟(2)所述第二濾液中加入萃取劑和酸液，萃取分離，取有機相反萃，得到磷酸；(5)將步驟(3)所述漿料和磷酸混合，加熱反應(yīng)，固液分離，取固相洗滌、燒結(jié)，得到磷酸鐵。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述磷化鐵廢棄物中含有fe、fe3o4、fep、fe2p中的至少一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述酸液為硝酸、硫酸、鹽酸中的至少兩種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述氧化劑為雙氧水、氧氣、硝酸、過硫酸鈉中的至少一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述吸附劑為活性炭、石墨、碳分子篩、沸石分子篩中的一種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述堿液為naoh溶液、koh溶液、氨水、尿素溶液、nh4cl、nh4hco3、na2co3、nahco3中的至少一種。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇、十二烷基磺酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一種。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述萃取劑為磷酸三丁酯、異丙醚、異丙醇、正丁醇或二丁基亞砜中的一種。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(5)中，所述漿料中fe和所述磷酸中p的摩爾比為1:(1-2)；所述加熱反應(yīng)的溫度為50-80℃，加熱反應(yīng)的時間為20min-60min；所述磷酸鐵的d50為2-6um，振實密度為0.80-1.30g/cm3，比表面積為4-8m2/g。10.權(quán)利要求1-9任一項所述的制備方法在制備正極材料中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明屬于電池材料技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種高純磷酸鐵的制備方法及其應(yīng)用，該制備方法包括以下步驟：將磷化鐵廢棄物、酸液、氧化劑、吸附劑混合攪拌，升溫浸出，固液分離，得到第一濾液和第一濾渣；向第一濾液中加入堿液，調(diào)節(jié)pH并保溫，固液分離，得到第二濾渣和第二濾液，取第二濾渣，熱處理，得到氧化鐵；將氧化鐵進行高能球磨，并加入表面活性劑進行活化，得到漿料；將漿料和磷酸混合，加熱反應(yīng)，固液分離，取固相洗滌、燒結(jié)，得到磷酸鐵。本發(fā)明用磷化鐵廢料等作為原料制備氧化鐵和磷酸，活化后采用低溫反應(yīng)制備高純度的磷酸鐵，反應(yīng)過程為閉環(huán)制備，生成廢棄物較少。生成廢棄物較少。生成廢棄物較少。

技術(shù)研發(fā)人員：秦存鵬 李長東 阮丁山 唐盛賀 陳若葵 時振栓

受保護的技術(shù)使用者：廣東邦普循環(huán)科技有限公司 湖南邦普循環(huán)科技有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.01.28

技術(shù)公布日：2022/6/4