利用废副氯化亚铁溶液制备电池级磷酸铁的方法及其应用与流程

本发明涉及废液处理，具体而言，涉及利用废副氯化亚铁溶液制备电池级磷酸铁的方法及其应用。

背景技术：

1、在生产氯化法钛白粉的过程中，伴随着产生大量主要成分为氯化亚铁的废液，其中还含有大量的氢离子、锰离子、铝离子等杂质离子。若废液未处理直接排放容易造成环境污染。采用处理剂处理后再排放一方面增加了处理成本，另一方面造成了资源的浪费。

2、目前，氯化法钛白粉生产过程中产生的废副氯化亚铁溶液采用如下的方法进行处理：使用石灰乳对废液进行中和处理，得到主要成分为氢氧化铁的沉淀物，分离洗涤之后的废渣直接运至渣场进行集中堆放，堆积需要占用大量的土地，这会增加企业的堆放成本，并对环境产生影响。因此，如何提供一种将氯化法钛白粉废液进行资源化的方法具有重要意义。

3、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种利用废副氯化亚铁溶液制备电池级磷酸铁的方法，该方法以废副氯化亚铁溶液作为原料制得附加值高的电池级磷酸铁，在将废副氯化亚铁溶液高价值资源化的同时，避免了废液对环境造成污染，降低了处理成本。

2、本发明的第二目的在于提供如上所述的利用废副氯化亚铁溶液制备电池级磷酸铁的方法所制得的电池级磷酸铁在锂离子电池中的应用。

3、为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

4、本发明提供了一种利用废副氯化亚铁溶液制备电池级磷酸铁的方法，包括如下步骤：

5、向废副氯化亚铁溶液中加入金属铁材料，进行第一除杂反应，除去铁离子、铬离子和钒离子，得到第一除杂料液；其中，所述废副氯化亚铁溶液包括氯化法钛白粉生产过程中所产生的废液，所述废副氯化亚铁溶液的主要成分包括亚铁离子、铁离子、氯离子、铝离子、铬离子和钒离子；

6、向所述第一除杂料液中加入含磷酸根离子的溶液和碱液，进行第二除杂反应，除去铝离子、铬离子和钒离子，得到第二除杂料液；所述第二除杂料液经固液分离后，得到氯化亚铁溶液；

7、将所述氯化亚铁溶液与磷酸盐溶液、氧化剂混合并进行合成反应，然后固液分离，得到磷酸铁二水合物；其中，所述合成反应的过程中，混合物料的ph为1.5～2.5；

8、所述磷酸铁二水合物经过煅烧后，得到所述电池级磷酸铁。

9、优选地，所述金属铁材料包括单质铁和/或还原钛铁矿；

10、优选地，所述第一除杂反应的过程中，混合物料的温度为20～90℃；

11、优选地，所述第一除杂反应的时间为0.5～2h；

12、优选地，所述第一除杂反应至混合物料的ph为2～3。

13、优选地，所述含磷酸根离子的溶液包括磷酸溶液和/或磷酸盐溶液；优选地，所述磷酸盐溶液包括磷酸钠溶液、磷酸一氢钠溶液和磷酸氢二钠溶液中的至少一种；

14、优选地，所述含磷酸根离子的溶液的体积为所述废副氯化亚铁溶液体积的0.1％～0.5％。

15、优选地，所述碱液包括氨水溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸氢钠溶液和碳酸钠溶液中的至少一种；

16、优选地，所述碱液加入至混合物料的ph为4.0～4.5。

17、优选地，所述第二除杂反应的过程中，混合物料的温度为20～90℃；

18、优选地，所述第二除杂反应的时间为0.5～2h。

19、优选地，所述合成反应的过程中所用的所述磷酸盐溶液包括磷酸一氢钠溶液和/或磷酸氢二钠溶液；

20、优选地，所述合成反应的过程中所用的所述磷酸盐溶液的质量分数为8％～15％。

21、优选地，所述氧化剂包括双氧水；

22、优选地，所述氯化亚铁溶液中的铁元素、所述磷酸盐中的磷元素和所述双氧水中的h2o2的摩尔比为1：1：1.1～2。

23、优选地，所述合成反应的过程中，混合物料的温度为20～95℃；

24、优选地，所述合成反应的时间为2～5h。

25、优选地，所述煅烧的温度为480～580℃，所述煅烧的时间为1～4h。

26、本发明还提供了一种如上所述的利用废副氯化亚铁溶液制备电池级磷酸铁的方法所制得的电池级磷酸铁在锂离子电池中的应用。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

28、本发明提供的利用废副氯化亚铁溶液制备电池级磷酸铁的方法，制备出的磷酸铁可满足电池级磷酸铁的指标要求，使废副氯化亚铁溶液高价值资源化的同时，减少了废液对环境的污染，降低了氯化法生产线环保压力。

技术特征：

1.利用废副氯化亚铁溶液制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的利用废副氯化亚铁溶液制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于，所述金属铁材料包括单质铁和/或还原钛铁矿；

3.根据权利要求1所述的利用废副氯化亚铁溶液制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于，所述含磷酸根离子的溶液包括磷酸溶液和/或磷酸盐溶液；优选地，所述磷酸盐溶液包括磷酸钠溶液、磷酸一氢钠溶液和磷酸氢二钠溶液中的至少一种；

4.根据权利要求1所述的利用废副氯化亚铁溶液制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于，所述碱液包括氨水溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸氢钠溶液和碳酸钠溶液中的至少一种；

5.根据权利要求1所述的利用废副氯化亚铁溶液制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于，所述第二除杂反应的过程中，混合物料的温度为20～90℃；

6.根据权利要求1所述的利用废副氯化亚铁溶液制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于，所述合成反应的过程中所用的所述磷酸盐溶液包括磷酸一氢钠溶液和/或磷酸氢二钠溶液；

7.根据权利要求1所述的利用废副氯化亚铁溶液制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于，所述氧化剂包括双氧水；

8.根据权利要求1所述的利用废副氯化亚铁溶液制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于，所述合成反应的过程中，混合物料的温度为20～95℃；

9.根据权利要求1所述的利用废副氯化亚铁溶液制备电池级磷酸铁的方法，其特征在于，所述煅烧的温度为480～580℃，所述煅烧的时间为1～4h。

10.如权利要求1～9任一项所述的利用废副氯化亚铁溶液制备电池级磷酸铁的方法所制得的电池级磷酸铁在锂离子电池中的应用。

技术总结
本发明涉及废液处理技术领域，具体而言，涉及利用废副氯化亚铁溶液制备电池级磷酸铁的方法及其应用。该方法包括如下步骤：向废副氯化亚铁溶液中加入金属铁材料，进行第一除杂反应，得到第一除杂料液；向第一除杂料液中加入含磷酸根离子的溶液和碱液，然后固液分离，得到氯化亚铁溶液；将氯化亚铁溶液与磷酸盐溶液、氧化剂混合并进行合成反应，然后固液分离，得到磷酸铁二水合物；合成反应的过程中，混合物料的pH为1.5～2.5；磷酸铁二水合物经过煅烧后得到所述电池级磷酸铁。该方法以废副氯化亚铁溶液作为原料制得电池级磷酸铁，将废副氯化亚铁溶液高价值资源化的同时，避免了废液对环境造成污染，降低了处理成本。

技术研发人员：闫明,李珍珍,豆君,翟明路,杨蒙雅,张玉荣,尹盛玉,张新波
受保护的技术使用者：河南龙佰新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12