[發(fā)明專利]一種利用含鋅磷化渣制備高純磷酸鐵的改進方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910270065.0
• 申請日: 2019-04-04
• 公開（公告）號: CN109795997A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發(fā)明（設計）人: 楊運泉;歐小菊;王威燕;李文松;黃艷平;李正科;劉文英
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: C01B25/37
• 分類號: C01B25/37
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 冷玉萍

本發(fā)明公開一種利用磷化渣為原料制備高純磷酸鐵的改進方法。本發(fā)明先用強堿溶液對含鋅磷化渣進行堿浸，去除大部分磷酸鋅、復合體Zn₂Fe(PO₄)₂及其他雜質金屬元素，得到含微量鋅離子的磷酸鈉溶液；再用稀酸調節(jié)溶液pH，然后用二苯硫腙進行萃取，進一步除去鋅離子；最后在含有表面活性劑的水溶液中加入萃余液和硝酸鐵，以反應液的pH監(jiān)測加料終點，復分解反應完全后，抽濾烘干，即得高純磷酸鐵。本發(fā)明通過浸取、萃取、復分解反應三步操作即可由含鋅磷化渣制備出高純磷酸鐵，不僅簡化工藝流程和降低生產(chǎn)成本及能耗，而且避免酸洗廢水和吸附劑固體廢棄物的排放和處理，使生產(chǎn)更加環(huán)保、經(jīng)濟。此外，還提升了磷酸根的總回收率。

發(fā)明領域

本發(fā)明屬于化工和環(huán)境保護，具體涉及一種利用含鋅磷化渣制備高純磷酸鐵的改進方法。

背景技術

由于鋼鐵腐蝕生銹等引發(fā)的事故時常發(fā)生，所以磷化技術在我國鋼鐵企業(yè)中得到了廣泛的應用。金屬通過磷化過程在表面形成了一層磷化膜，磷化膜阻隔了氧氣及水與金屬接觸，有效地減少了金屬的腐蝕作用。磷化過程中，除在金屬表面形成一層磷化膜外，同時還生成大量的磷酸鐵及其他金屬離子（如：鋅、鎳等）的難溶性磷酸鹽在磷化液中沉淀和析出。因此，磷化過程會產(chǎn)生大量含有FePO₄和Zn₃(PO₄) ₂和Zn₂Fe(PO₄)₂等固廢的磷化渣。其中，對于磷化渣中Fe³⁺和PO₄^3-的回收利用成為處理磷化渣的主要途徑。

目前，利用從磷化渣中回收的PO₄^3-制備磷酸鐵的工藝較多，中國發(fā)明CN107720715A公開了一種利用磷化渣為原料制備電池用磷酸鐵的方法。該法采用稀硝酸對磷化渣進行預洗脫處理，以去除其中少量的雜質金屬元素及部分鋅離子，再用NaOH堿浸使其中Fe³⁺及以Zn₂Fe(PO₄)₂形式存在的Zn²⁺得到沉淀，抽濾得Na₃PO₄溶液，繼而用活性碳對溶液進行吸附和脫色，再用N235或P204/P507溶劑萃取使溶液中的Zn²⁺得到分離，調萃余液pH后加入鐵源溶液反應得磷酸鐵。該法包含了酸洗、堿浸、吸附脫色、萃取和沉淀反應等5個步驟，能夠得到品質較好的磷酸鐵，但其不足主要體現(xiàn)為：一是工藝路線長，操作復雜，物料消耗多、損失大，導致設備投資及生產(chǎn)成本較高；二是酸洗、脫色等過程會產(chǎn)生較多的稀酸廢水和吸附劑固體廢物，生產(chǎn)工藝環(huán)境不友好，三廢處理成本較高；三是浸取液中雜質鋅的脫除過程中，萃取劑及溶劑用量大、萃取效率低，單級萃取效率只有約11%，造成了溶劑回收過程能耗高、損失大和生產(chǎn)成本的增加。中國發(fā)明CN106315535A公開了一種從含鐵鋅廢磷化渣制備純磷酸鐵的方法。 該法先采用稀磷酸洗滌對磷化渣中的Zn²⁺雜質進行部分脫除，再利用稀鹽酸使磷化渣溶解，溶液經(jīng)氨水絡合除去部分鋅離子，再用磷酸酯類或胺類萃取進一步脫除溶液中的微量鐵離子及鋅離子，得萃余液與三氯化鐵反應生成磷酸鐵產(chǎn)品。該法由于采用稀磷酸洗滌只能去除磷化渣中部分的含鋅雜質，因此廢渣再經(jīng)鹽酸溶解后其溶液中的鋅含量仍較高，從而大大增加了后續(xù)除Zn²⁺時萃取劑的用量；同時，由于P204/P507萃取Zn²⁺時萃取劑和溶劑用量大、萃取效率較低，使得產(chǎn)品中鋅離子含量仍難以達到50ppm以下，產(chǎn)品不能滿足電池級磷酸鐵的質量標準要求；此外，該工藝由于步驟較多，生產(chǎn)成本也較高。

綜上，現(xiàn)有工藝均還存在比較明顯的不足，因此有必要對上述工藝加以改進。

發(fā)明內容

為解決現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種利用含鋅磷化渣制備高純磷酸鐵的改進方法。

本發(fā)明的技術方案為：