[發明專利]廢舊磷酸鐵鋰提鋰后磷鐵渣的除鋁方法及電池級磷酸鐵的制備方法

有效

• 申請號: 202111158425.1
• 申請日: 2021-09-28
• 公開（公告）號: CN113880063B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 李立平;黃鏗齊;譚澤;黃司平
• 申請（專利權）人: 廣東光華科技股份有限公司;珠海中力新能源材料有限公司
• 主分類號: C01B25/37
• 分類號: C01B25/37
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 黎金娣

1.一種廢舊磷酸鐵鋰提鋰后磷鐵渣的除鋁方法，其特征在于，包括以下步驟：

將廢舊磷酸鐵鋰提鋰后的磷鐵渣、鐵單質、酸和水混合，發生酸浸反應，制得漿料A；

將所述漿料A和除鋁劑混合，發生除鋁反應，然后去除固體，得到除鋁后的磷鐵液；

所述除鋁劑選自吡啶甲酸類化合物、喹啉甲酸類化合物和異喹啉-3-甲酸類化合物中的至少一種；

所述吡啶甲酸類化合物選自2-吡啶甲酸、3-苯基-2-吡啶甲酸、2-吡啶甲酸甲酯、2-吡啶甲酸乙酯、2-吡啶甲酸丙酯或2-吡啶甲酸丁酯；

所述喹啉甲酸類化合物選自2-喹啉甲酸、2-喹啉甲酸甲酯、2-喹啉甲酸乙酯、2-喹啉甲酸丙酯或2-喹啉甲酸丁酯；

所述異喹啉-3-甲酸類化合物選自異喹啉-3-甲酸、異喹啉-3-甲酸甲酯、異喹啉-3-甲酸乙酯、異喹啉-3-甲酸丙酯或異喹啉-3-甲酸丁酯；

所述除鋁劑和所述廢舊磷酸鐵鋰提鋰后的磷鐵渣的質量比為（0.01～0.1）：1；

所述鐵單質和所述廢舊磷酸鐵鋰提鋰后的磷鐵渣的質量比為（0.15～0.35）：1。

2.根據權利要求1所述的廢舊磷酸鐵鋰提鋰后磷鐵渣的除鋁方法，其特征在于，所述的酸選自鹽酸、硫酸和磷酸中的至少一種；和/或

所述酸和所述廢舊磷酸鐵鋰提鋰后的磷鐵渣的質量比為（0.5～1.5）：1。

3.根據權利要求2所述的廢舊磷酸鐵鋰提鋰后磷鐵渣的除鋁方法，其特征在于，所述的酸選自鹽酸、硫酸或磷酸。

4.根據權利要求1至3任一項所述的廢舊磷酸鐵鋰提鋰后磷鐵渣的除鋁方法，其特征在于，所述漿料A的固液比為20g/L～150g/L。

5.根據權利要求1至3任一項所述的廢舊磷酸鐵鋰提鋰后磷鐵渣的除鋁方法，其特征在于，所述酸浸反應的參數包括：

反應溫度為40℃～80℃，反應時間≥4小時。

6.根據權利要求1至3任一項所述的廢舊磷酸鐵鋰提鋰后磷鐵渣的除鋁方法，其特征在于，所述除鋁反應的參數包括：

反應溫度為50℃～100℃，反應時間≥2小時；和/或

所述除鋁反應在惰性氣體、二氧化碳或氮氣氣氛中進行。

7.一種電池級磷酸鐵的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

按照權利要求1～6任一項的廢舊磷酸鐵鋰提鋰后磷鐵渣的除鋁方法制得所述磷鐵液；

將所述磷鐵液與氧化劑、pH調節劑混合，發生氧化反應。

8.根據權利要求7所述的電池級磷酸鐵的制備方法，其特征在于，所述氧化劑選自過氧化氫、空氣、臭氧或氧氣中的至少一種，和/或

所述pH調節劑選自氨水、碳酸銨或碳酸氫銨中的至少一種。

9.根據權利要求8所述的電池級磷酸鐵的制備方法，其特征在于，所述氧化劑和所述廢舊磷酸鐵鋰提鋰后的磷鐵渣的質量比為（0.3～0.9）:1；和/或

所述氧化反應的參數包括：反應溫度為40℃～100℃，反應時間≥4小時，反應體系的pH值為1.5～2；和/或

在所述氧化反應結束后，還進行過濾、洗滌和干燥處理。

10.根據權利要求8所述的電池級磷酸鐵的制備方法，其特征在于，步驟如下：

將500g磷鐵渣、125g鐵粉、24.7kg純水，127.5g98%硫酸和147g85%磷酸混合調漿，在40℃下反應時間8.0小時，反應結束后，得到含Fe²⁺、Al³⁺、PO₄^3-的酸性漿料A；

在氮氣保護下，往漿料A中加入50g的異喹啉-3-甲酸乙酯，控制反應溫度50℃，反應時間5小時，反應結束后，固液分離，得到除鋁后的磷鐵液；

往磷鐵液以1.09L/分鐘的流速往溶液中通入氧氣，并通過減壓閥控制溶液氧分壓為1.2?MPa，碳酸銨調節pH至1.6，在80℃下反應4小時后固液分離，洗滌，得到電池級磷酸鐵，收率為96.8%。