[發明專利]利用硫酸燒渣制取電池級磷酸鐵的方法

有效

• 申請號: 201810268427.8
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108298515B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 鄧超群;張海濤
• 申請（專利權）人: 寧夏濱河新材料科技有限公司
• 主分類號: C01B25/37
• 分類號: C01B25/37;C25B1/02;C25B1/26
• 代理公司: 寧夏合天律師事務所 64103
• 代理人: 周曉梅;孫彥虎

一種利用硫酸燒渣制取電池級磷酸鐵的方法，包括如下步驟：將磷酸鐵生產中含有鹽酸的洗滌水送入電解槽，得到氯氣；將氯氣通入黃磷水中，被黃磷水吸收，得到磷酸和鹽酸的混合物；將磷酸和鹽酸的混合物與硫酸燒渣反應，得到粗品磷酸鐵；本發明中，一次洗滌水中的鹽酸、氯化磷、氯化鎂、氯化鈣通過電解反應后，氯離子生成氯氣，氯氣與黃磷水反應生成第一磷酸和第三鹽酸的混合物，第一磷酸和第三鹽酸的混合物再與硫酸燒渣生成粗品磷酸鐵，從而通過氯離子的循環利用將硫酸燒渣變廢為寶，且避免氯離子的排放污染環境，陽離子則與氫氧根結合形成沉淀排出，避免了陽離子濃度的不斷增加，使得經過電解處理的一次洗滌水可以循環利用，實現了洗滌水的零排放。

技術領域

本發明涉及磷酸鐵制備技術領域，特別涉及一種利用硫酸燒渣制取電池級磷酸鐵的方法。

背景技術

磷酸鐵可用做制備鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的鐵源，但其成本較高，僅磷酸鐵就占到原料成本的近半，必須大幅度降低磷酸鐵的成本，以高性價比來滿足市場需求。硫酸燒渣為硫鐵礦焙燒提取硫后排出的殘渣。鐵是燒渣中主要可利用成分。目前，硫酸燒渣的綜合利用并不理想，除了少部分用作煉鐵和建筑材料外，大部分采用堆填處理，造成了資源的浪費、環境的污染。而將硫酸燒渣作為制備磷酸鐵的原料，未見有報道。磷酸鐵生產過程中需要對其進行洗滌，洗滌水中含有低濃度的鹽酸和一些氯化鹽，如不處理，洗滌水不能循環使用，由于鹽酸、氯化鹽濃度低，難以采用常規的方法處理，如采用中和置換法，即采用大量石灰與廢鹽酸發生中和反應。采用該方法處理廢水中的鹽酸，處理成本高，而回收價值很低，還會產生大量廢水，污染環境，直接排放不僅造成資源浪費，還會對環境造成一定的影響，尤其是氯離子對環境的污染尤為突出。

發明內容

有鑒于此，針對上述不足，有必要提出一種能利用硫酸燒渣制備磷酸鐵，且能有效回收利用磷酸鐵洗滌水中的鹽酸及洗滌水，滿足污染物零排放，尤其是氯離子零排放的利用硫酸燒渣制取電池級磷酸鐵的方法。

一種利用硫酸燒渣制取電池級磷酸鐵的方法，包括如下步驟：步驟一：將硫酸燒渣與第二磷酸反應，以得到粗品磷酸鐵，其中第二磷酸的質量百分濃度為20～80%；

步驟二：將粗品磷酸鐵用第二鹽酸溶解，并過濾得到清液和濾渣，其中第二鹽酸的質量百分濃度為20～30%；

步驟三：將所述清液蒸餾，以得到氣態氯化氫與磷酸鐵結晶產物；

步驟四：將氣態氯化氫冷凝，得到第四鹽酸，其中第四鹽酸的質量百分濃度為小于5%；

步驟五：將磷酸鐵結晶產物用二次洗滌水水洗，得到精制磷酸鐵以及一次洗滌水，其中，所述一次洗滌水為含有質量百分濃度為1～5%第一鹽酸的洗滌水，所述一次洗滌水內還含有氯化鹽，該氯化鹽的陽離子對應的氫氧化物不溶于水，二次洗滌水為去除氯化物的一次洗滌水；

步驟六：將一次洗滌水送入電解裝置電解，以得到氯氣、氫氣、氫氧根沉淀物、二次洗滌水，將氫氣從氫氣排放口排放，將氫氧根沉淀物從電解槽排出，將二次洗滌水返回至步驟五，用以洗滌磷酸鐵結晶產物，二次洗滌水再轉變為一次洗滌水；

步驟七：將所述氯氣通入黃磷水中，并被黃磷水吸收，以得到第一磷酸和第三鹽酸的混合物；

步驟八：將第一磷酸和第三鹽酸的混合物返回至步驟一中，用以與硫酸燒渣反應；

步驟九：將步驟五中得到的精制磷酸鐵進行焙燒，得到無水磷酸鐵。

本發明中，一次洗滌水中的鹽酸、氯化磷、氯化鎂、氯化鈣通過電解反應后，氯離子生成氯氣，氯氣與黃磷水反應生成第一磷酸和第三鹽酸的混合物，第一磷酸和第三鹽酸的混合物再與硫酸燒渣生成粗品磷酸鐵，從而通過氯離子的循環利用將硫酸燒渣變廢為寶，且避免氯離子的排放污染環境，陽離子則與氫氧根結合形成沉淀排出，避免了陽離子濃度的不斷增加，使得經過電解處理的一次洗滌水可以循環利用，實現了洗滌水的零排放。

附圖說明