一种硫铁矿烧渣两步盐酸酸溶制备磷酸铁的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114772569A(43)申请公布日2022.07.22(21)申请号202210291323.5(22)申请日2022.03.23(71)申请人武汉工程大学地址430074湖北省武汉市洪山区雄楚大街693号申请人湖北祥云（集团）化工股份有限公司(72)发明人丁一刚张永晴龙秉文邓伏礼戴亚芬张莉刘生鹏杜治平余莹梁蕾居丽何俊(74)专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102专利代理师李欣荣(51)Int.Cl.C01B25/37(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种硫铁矿烧渣两步盐酸酸溶制备磷酸铁的方法(57)摘要本发明公开了一种盐酸法硫铁矿烧渣两步酸溶制备磷酸铁的方法，首先采用高浓度酸液对硫铁矿烧渣粉进行酸浸，得酸浸液；加入采用氧化剂进行氧化处理，并加入碱液制备氢氧化铁胶体；然后采用酸液溶解氢氧化铁胶体，得净化的氯化铁溶液；再将所得氯化铁溶液与磷酸二氢铵溶液进行反应，反应后用碱液调pH值，即得粉状磷酸铁。本发明以硫铁矿烧渣为主要原料，采用两步酸溶工艺，在保证较高铁回收率的前提下，可制备纯度较高的氯化铁溶液；然后将其与磷酸二氢铵反应，无需进一步引入煅烧等条件，即可实现高纯磷酸铁的制备；涉及的制备方法简单、操作方便，反应条件较温和，适合推广应用。CN114772569ACN114772569A权利要求书1/1页1.一种硫铁矿烧渣两步盐酸酸溶制备磷酸铁的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)预处理：将硫铁矿烧渣进行水洗，过滤、烘干、研磨，得烧渣粉；2)将烧渣粉加入酸液I中，进行酸浸反应，得酸浸液；3)用氧化剂将所得酸浸液中的亚铁离子氧化成三价铁离子；然后用碱液调pH值，沉淀，过滤，得氢氧化铁胶体；4)将所得氢氧化铁胶体进行水洗，在室温下用酸液II进行溶解，得净化的氯化铁溶液；5)将所得氯化铁溶液与磷酸二氢铵溶液进行反应，反应后用碱液调pH值，过滤，得粉状磷酸铁。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫铁矿烧渣中主要组分及其质量百分比包括：全铁30‑60％，硅含量4‑6％，镁含量2‑3％，硫酸根1‑2％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述酸液I为质量浓度为36‑38％的盐酸溶液，引入的HCl质量为硫铁矿烧渣中全铁含量的1.2‑1.4倍。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中酸浸反应温度为90‑110℃，时间为4‑6h。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中所述氧化剂为浓度27‑30wt％的H2O2溶液；其中，引入的H2O2质量为亚铁质量的1.0‑1.2倍。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中采用的碱液为质量浓度25‑28％的氨水；采用碱液调节的pH值范围为1.9‑2.3。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)中采用的酸液II为30‑38％的浓盐酸。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5)中引入的反应温度为80‑100℃，时间为2‑3h。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5)中引入的磷酸二氢铵与氯化铁的摩尔比为0.9‑1.3:1，氯化铁溶液中铁离子的浓度为6‑7wt％。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5)中待反应2‑3h后，采用碱液调节pH值，碱液的质量浓度为25‑28％的氨水，pH值的控制范围为1.5‑3.0。2CN114772569A说明书1/5页一种硫铁矿烧渣两步盐酸酸溶制备磷酸铁的方法技术领域[0001]本发明属于固废资源综合利用技术领域，具体涉及一种硫铁矿烧渣两步盐酸酸溶制备磷酸铁的方法。背景技术[0002]磷酸铁是合成磷酸铁锂的重要前驱体之一。FePO4作为LiFePO4电化学脱锂后的产物，它与LiFePO4同属斜方晶系，结构相似，体积变化很小，且磷酸铁自身具有优良的电化学性能，因此，在合成磷酸铁锂时采用磷酸铁作为前驱体具有独特的优势，近年来引起了人们的广泛关注。[0003]硫铁矿烧渣是硫铁矿制酸中在沸腾炉高温煅烧后的产物，每生产1t硫酸会产生0.8t烧渣，占化工废渣的1/3，其主要成分是氧化铁、氧化亚铁和二氧化硅等，含铁20～60％。目前，硫铁矿烧渣制备磷酸铁主要有固相合成法、水热法、溶胶凝胶法、均相沉淀法等。专利CN109368610A“一种利用硫铁矿烧渣制备高铁磷比磷酸铁的方法”中将烧渣先用二氧化碳、碱液处理，可以有效除去氧化铝、氧化钙、二氧化硅等杂质；再用硫酸酸浸、铁粉还原、液相氧化法与磷酸盐类反应3h以上制得磷酸铁浆料，但该方法会引入杂质离子等，无法保证高纯磷酸铁的制备，需进一步对杂质离子进行脱除。专利CN108706561A“一种利用硫铁矿烧渣制备高纯磷酸铁的方法”中，先将硫铁矿烧渣与酸溶液