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专利号: 2018114190870
申请人: 广东佳纳能源科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,包括以下步骤:将粉碎的黄钠铁矾渣加入到水中进行超声处理,得到浸出液和浸出渣;

依次采用锰单质和氟化锰对浸出液进行净化,得到含镍、钴和锰的净化液;

向含镍、钴和锰的净化液中加入镍源、钴源和锰源,并使其进行共沉淀反应,得到三元前驱体。

2.根据权利要求1所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,将浸出渣经酸浸出得到的粗制硫酸铁溶液采用还原剂还原,得到粗制硫酸亚铁溶液;

采用氟化物对粗制硫酸亚铁溶液进行净化,得到净化硫酸亚铁溶液;

将净化硫酸亚铁溶液进行氧化,得到硫酸铁溶液;

向硫酸铁溶液中加入磷酸盐,并使其进行反应结晶,将生成的沉淀物煅烧,得到电池级磷酸铁。

3.根据权利要求1或2所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,采用锰单质粉对浸出液进行净化以除去浸出液中的铜离子,得到一次净化液,其中,锰单质粉的加入量为浸出液中铜离子摩尔含量的1.1~1.3倍。

4.根据权利要求3所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,采用氟化锰对一次净化液进行净化以除去一次净化液中的钙离子和镁离子,得到含镍、钴和锰的净化液,其中,氟化锰的加入量为一次净化液中的钙、镁离子总摩尔含量的1.1~1.4倍。

5.根据权利要求1或2所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,向含镍、钴和锰的净化液中加入镍源、钴源和锰源,使镍源、钴源、锰源和含镍、钴和锰的净化液的混合溶液中镍盐、钴盐和锰盐浓度总和为1~2.5mol/L。

6.根据权利要求5所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,所述共沉淀反应在惰性气氛中进行。

7.根据权利要求5所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,所述共沉淀反应在碱性条件下进行。

8.根据权利要求5所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,镍源、钴源、锰源和含镍、钴和锰的净化液的混合溶液pH为10.5~12,铵根浓度为0.2~0.5mol/L。

9.根据权利要求2所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,采用硫酸对浸出渣进行浸出,浸出渣和硫酸的固液质量比为1:4~6。

10.根据权利要求9所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,浸出渣和硫酸的固液质量比为1:4.5~6。

11.根据权利要求9所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,浸出过程并伴随搅拌,搅拌速度为250~350r/min,浸出时间1~3h。

12.根据权利要求2所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,还原剂包括铁粉、硫化氢或硫化钠中的任意一种。

13.根据权利要求12所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,还原剂为铁粉,铁粉的加入量为粗制硫酸铁溶液中铁离子理论还原用量的1.05~1.2倍。

14.根据权利要求2所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,氟化物包括氟化钠或氟化钾。

15.根据权利要求14所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,氟化物为氟化钠。

16.根据权利要求14所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,氟化物加入量为粗制硫酸亚铁溶液中钙离子理论用量的1.2~1.35倍。

17.根据权利要求14所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,氟化物为氟化钠,氟化钠对粗制硫酸亚铁溶液进行净化时的溶液pH为5~6.5,净化温度为40~60℃,净化时间为2~3h。

18.根据权利要求2所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,对净化硫酸亚铁溶液进行氧化时,氧化剂包括氯酸钠、过硫酸钠或双氧水中的任意一种。

19.根据权利要求18所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,氧化剂的加入量为净化硫酸亚铁溶液中亚铁离子理论氧化用量的1.05~1.2倍。

20.根据权利要求18所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,氧化时间为0.5~1h。

21.根据权利要求2所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,磷酸盐包括磷酸钠、磷酸钾、磷酸二氢铵或磷酸铵中的任意一种或者至少两种的组合。

22.根据权利要求21所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,磷酸盐的加料时间为

0.5~1h,反应结晶温度为60~80℃。

23.根据权利要求2所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,煅烧温度为500~600℃,煅烧时间为2~3h。

24.根据权利要求1或2所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,黄钠铁矾渣包括以下质量分数的化学成分:Fe:20~26%、Na:4~7%、Si:4~8%、Ni:2~4%、Co:0.5~1%、Mn:0.3~0.8%、Cu:1~3%、Ca:0.1~0.3%、Mg:0.2~0.4%和其他金属元素<0.1%。

25.根据权利要求1或2所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,粉碎的黄钠铁矾渣的粒径小于75μm。

26.根据权利要求1或2所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,超声处理的同时通入压缩空气。

27.根据权利要求26所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,压缩空气的流量为

0.5~2m3/h。

28.根据权利要求1或2所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,在将黄钠铁矾渣粉碎之前,还包括将黄钠铁矾渣加水调浆然后冷冻干燥的步骤。

29.根据权利要求28所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,加水调浆过程中,黄钠铁矾渣和水的质量比为1:0.3~0.8。

30.根据权利要求28所述的黄钠铁矾渣的处理方法,其特征在于,冷冻干燥的温度为-

10~-30℃,冷冻干燥的压力为1.5~15Pa。

31.一种三元前驱体,其特征在于,采用权利要求1-30任意一项所述的黄钠铁矾渣的处理方法制得。

32.一种电池级磷酸铁,其特征在于,采用权利要求2-30任意一项所述的黄钠铁矾渣的处理方法制得。

33.一种锂离子电池,其特征在于,采用权利要求31所述的三元前驱体或权利要求32所述的电池级磷酸铁制成。

34.包含权利要求33所述的锂离子电池的电子装置、电动工具、电动车辆或电力存储系统。