[發明專利]從含鎳鐵粉中提取鎳并制備磷酸鐵的方法和應用

有效

• 申請號: 202110152830.6
• 申請日: 2021-02-04
• 公開（公告）號: CN113025822B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 何芳;喬延超;陳若葵;阮丁山;諶志新;鄧浩臻;李長東
• 申請（專利權）人: 湖南邦普循環科技有限公司;廣東邦普循環科技有限公司;湖南邦普汽車循環有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B23/00;C01G53/10;C01B25/37
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 左恒峰

本發明公開了一種從含鎳鐵粉中提取鎳并制備磷酸鐵的方法和應用，該方法包括如下步驟：(1)向含鎳鐵粉加入硫酸和磷酸，加熱攪拌，得到混合漿料；(2)向混合漿料添加氧化劑，加熱攪拌，過濾得到磷酸鐵和硫酸鎳溶液；(3)將磷酸鐵進行洗滌、過濾和烘干，得到磷酸鐵產品；(4)向硫酸鎳溶液添加中和劑進行加熱攪拌，過濾得到除雜后的硫酸鎳溶液。本發明使用混酸對含鎳鐵粉進行酸浸，通過與原料中鐵和鎳的含量進行配比添加混酸，可將鎳以離子形式進入溶液，鐵以磷酸鐵的形式存在固相中，可以有效地將固相中的鎳和鐵分離，工藝簡單，能耗低，成本也較低，同時具有較大經濟效益，適于工業化生產和應用。

技術領域

本發明屬于鎳鐵濕法冶金技術領域，具體涉及一種從含鎳鐵粉中提取鎳并制備磷酸鐵的方法和應用。

背景技術

自然界廣泛存在的鎳礦主要分為硫化鎳礦和氧化鎳礦，由于鎳礦中鐵含量較高，通過冶煉后可得到鎳鐵合金，主要用于制造不銹鋼。近年來，不銹鋼的產量迅速增加，也刺激了全球鎳需求的急速上升，而鎳是不可再生資源，由于不斷的開采和應用，鎳資源已經日益枯竭，因此，采取將鎳鐵合金中的二級鎳轉化成可以用于正極材料中的一級鎳是一種發展趨勢。

目前動力電池正極材料主要包括磷酸鐵鋰、三元材料、錳酸鋰等，其中，三元動力電池盡管在安全性能上相對差一點，但能量密度高，是未來動力電池發展的方向之一。隨著三元動力電池的技術進步，導致成本下降和市場認可度提高，2019年三元正極材料在中國正極材料銷量的占比達到47.6％，成為市場份額最高的正極材料。與此同時，近幾年隨著鋰電池技術的不斷改良進步，逐漸發現電池需要更優質的金屬—鎳，提高三元材料中的鎳含量，能提升電池能量密度，減少原材料的同時讓鋰電池的續航能力再度提高。因此，三元正極材料又向高鎳化方向發展。

相關公開了一種鎳鐵材料的濕法處理工藝，其中涉及到的工藝是將鎳鐵粉在硫酸體系中加入氧化劑和強化劑進行氧化浸出，得到硫酸鎳溶液和含氧化鐵固相。此方法在反應過程中沒有氫氣產生，解決了一些安全問題，但此工藝需要采用高壓氧浸，生產成本和設備維護成本較高，不適于推廣。

發明內容

本發明旨在至少解決上述現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種從含鎳鐵粉中提取鎳并制備磷酸鐵的方法和應用，使用混酸對含鎳鐵粉進行酸浸，通過與原料中鐵和鎳的含量進行配比添加混酸，可將鎳以離子形式進入溶液，鐵以磷酸鐵的形式存在固相中，既實現了含鎳鐵粉中鎳的提取，又分別將鎳和鐵制備成了利用價值較高的產品，該方法工藝簡單，能耗低，成本也較低，同時具有較大經濟效益。

一種從含鎳鐵粉中提取鎳并制備磷酸鐵的方法，包括如下步驟：

(1)向含鎳鐵粉加入酸液，加熱攪拌，得到混合漿料；

(2)向所述混合漿料添加氧化劑，加熱攪拌，過濾得到磷酸鐵和硫酸鎳溶液；

(3)向所述硫酸鎳溶液添加中和劑進行加熱攪拌，過濾得到除雜后的硫酸鎳溶液；

其中，所述酸液為磷酸和硫酸。所述硫酸與磷酸是根據含鎳鐵粉中的鐵含量、鎳含量進行配制。

在本發明的一些實施方式中，所述磷酸的濃度為10～19mol/L；所述磷酸與含鎳鐵粉的液固比為0.2～5mL/g。

在本發明的一些優選的實施方式中，所述磷酸的濃度為12～14mol/L；所述磷酸與含鎳鐵粉的液固比為0.5～3mL/g。

在本發明的一些實施方式中，所述硫酸的濃度為0.5～10mol/L；所述硫酸與含鎳鐵粉的液固比為0.5～10mL/g。

在本發明的一些優選的實施方式中，所述硫酸的濃度為1～5mol/L；所述硫酸與含鎳鐵粉的液固比為1～8mL/g。