硫鐵礦燒渣為原料合成磷酸鐵鋰的工藝研究.pdf

1、我國(guó)每年因?yàn)樯a(chǎn)硫酸而產(chǎn)生了大量的硫鐵礦燒渣，對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了很大的影響。鐵元素在硫鐵礦燒渣中占有很大的比重，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理，全鐵含量可以達(dá)到60％以上，因此硫鐵礦燒渣可以作為一種二次資源加以利用。隨著全球化石能源的枯竭，鋰離子電池有望成為新的儲(chǔ)能材料，而且LiFePO4被認(rèn)為是動(dòng)力與儲(chǔ)能鋰離子電池的關(guān)鍵正極材料。如果以硫鐵礦燒渣為鐵源合成LiFePO4，將極大的降低LiFePO4的成本，進(jìn)而推動(dòng)其在動(dòng)力與儲(chǔ)能領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用。因此，本課

2、題采用河南靈寶金源礦業(yè)有限公司的硫鐵礦燒渣為主要原材料，通過(guò)濕法冶金工藝合成高純FeSO4溶液，然后采用水熱工藝合成納米LiFePO4，其成果具有極大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
　　首先通過(guò)濕法冶金工藝提純硫鐵礦渣中的鐵元素。研究礦渣的還原焙燒工藝，對(duì)還原劑種類(lèi)、用量、焙燒溫度和時(shí)間等工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。研究礦渣的酸浸工藝，對(duì)硫酸過(guò)量系數(shù)、酸浸時(shí)間等工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化工藝參數(shù)為：還原劑（蔗糖）用量為10%，還原焙燒溫度為800℃，還原焙燒

3、時(shí)間為20min，酸浸溫度：70℃~80℃；硫酸濃度30%，酸浸時(shí)間：20min，鐵元素浸出率可達(dá)90%以上。設(shè)計(jì)鐵浸出液的除雜工藝為：溶解→氨反應(yīng)→沉淀，對(duì)沉淀劑、絮凝劑用量等工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化工藝參數(shù)為：使用氨水為沉淀劑，中性聚丙烯酰胺為絮凝劑（0.1%），溫度80℃，在此條件下，酸浸液中的雜質(zhì)基本被有效的除掉，制備出高純FeSO4溶液。
　　研究基于Li2CO3的水熱工藝合成LiFePO4，解決傳統(tǒng)水熱工藝原料成本高的缺