低能耗磷酸純化技術應用於磷酸鐵鋰生產

鋰電池根據其正極體系不同，可分爲磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池、鈷酸鋰電池、三元鋰電池等等。隨着國家新能源汽車補貼退坡，考慮到磷酸鐵鋰的安全性以及長循環性帶來的經濟性，其熱失控溫度要高得多，進而其安全性相比之下也高得多，所以在控制成本之下，其安全性的優勢也讓它需求上升。磷酸鐵作爲一種關鍵的磷酸鐵鋰前驅體材料，其主要工藝流程是將磷酸鐵前驅體與鋰源碳源等進行充分研磨混合，利用碳熱還原法制成磷酸鐵鋰正極材料，磷酸鐵的材料的優劣將會在很大程度上決定磷酸鐵鋰正極材料的整體性能。市場上磷酸鐵企業主要的工藝爲硫酸亞鐵+磷酸一銨，這種方法成本較爲低廉，原材料獲取極爲容易。其中鐵源硫酸亞鐵多爲鈦白粉企業生產過程中產生的廢料副產物，而磷源磷酸一銨則是農業磷肥原料的一種，但是需要得到高品質的磷酸一銨則需要對磷酸進行淨化。目前生產磷酸主要有熱法工藝和溼法工藝：熱法磷酸主要用於化工和食品工業中，但其生產過程中耗能高，設備複雜，污染嚴重。隨經濟發展對節能環保的要求，磷酸生產工藝由低能耗的溼法逐步替代高能耗、高污染的熱法。世界上溼法磷酸的產量約佔磷酸總產量的85%～90%。但由於溼法磷酸的生產中，原料磷礦中的雜質，如氟、硫、鐵、鋁、鎂、鈣等進入到成品磷酸中，故若要用溼法磷酸製出優質的磷酸鹽產品，需對其中的雜質離子進行深度的淨化處理。溼法磷酸去除離子的方法主要有：溶劑沉澱法、溶劑萃取法、離子交換法、冷卻結晶法等。溶劑沉澱法、溶劑萃取法都需要加入溶劑，增加處理工藝步驟和溶劑回收能耗。離子交換法需要的樹脂量大，生產成本高。冷卻結晶法產品收率低，需要多次結晶才能取得高純度的磷酸。因此，國初科技成功開發磷酸純化專用技術，用納米級別的物理分離方法去除金屬雜質離子而不進行相轉換，從而減少了操作時間，能源消耗及設備佔地面積，提高磷酸純化效率，最重要的是運行成本幾乎可以忽略不計。

技術特點及優勢：1、適用酸濃度高、離子雜質含量高的磷酸純化；2、磷酸提純過程中，無需加熱、加壓，安全可靠且能耗極低；3、磷酸回收率與回收的磷酸濃度均有優勢。溼法磷酸中雜質種類較多，飼料級、食品級、工業級等對磷酸的質量要求不同，可以依據實際的需求狀況選擇不同的淨化方法。如果單一的淨化技術達不到對磷酸純度的需求，可以採用兩種或兩種以上的淨化技術發揮各種淨化技術的優點。另外，隨着微電子行業的發展，高純電子級磷酸的需求也將越來越大。國初科技也將不斷探索更高純度磷酸淨化的新技術。