| 成果名稱： | 黃鈉鐵礬渣的處理方法、三元前驅(qū)體、電池級磷酸鐵和鋰離子電池 |
| 登記日期： | 2020-05-06 |
| 完成單位： | 廣東佳納能源科技有限公司 |
| 完成人員： | 陳耀,吳理覺,文定強,郭歡,高琦 |
| 研究起止日期： | 2018-11-26至2019-05-31 |
| 主要應(yīng)用行業(yè)： | 制造業(yè) |
| 高新技術(shù)領(lǐng)域： | 新材料 |
| 評價單位： | 國家知識產(chǎn)權(quán)局 |
| 評價日期： | 2019-06-27 |
| 成果簡介： | 一、課題來源與背景 在鈷鎳的濕法冶煉中，鐵是需要除去的雜質(zhì)，目前廣泛采用生成過濾性能良好的黃鈉鐵礬除鐵工藝。但是當(dāng)鐵含量較高時，采用此工藝除鐵過程中會有部分的氫氧化鐵沉淀生成，這種沉淀具有膠體的吸附性質(zhì)，容易對溶液中的金屬離子產(chǎn)生吸附作用。因此，鈷鎳濕法冶煉除鐵產(chǎn)生的黃鈉鐵礬渣中含有一定量的鈷、鎳、銅、錳、鉛等有色金屬，從而造成有色金屬的損失。另外，大量的黃鈉鐵礬渣長期堆放后，不僅占用土地和浪費資源，而且其中的重金屬會在自然條件下發(fā)生化學(xué)變化，對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。針對這些問題，黃鈉鐵礬渣的資源化開發(fā)和利用備受關(guān)注。 目前，對于黃鈉鐵礬渣的處理主要有兩個方向：一、將黃鈉鐵礬渣作為建筑材料的原料，通過添加其他原料制成磚等建筑材料；二、通過焙燒、電解等工藝分別回收其中的有價金屬，或者制備各種金屬鹽或氧化物等產(chǎn)品。上述方法可在一定程度上處理和利用黃鈉鐵礬渣，解決渣堆存帶來的問題，但是所涉及的工藝流程較為復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，且不能對黃鈉鐵礬渣中的各種成分進行有效利用。 二、技術(shù)原理及性能指標(biāo) 本發(fā)明提供了一種黃鈉鐵礬渣的處理方法、三元前驅(qū)體、電池級磷酸鐵和鋰離子電池，涉及黃鈉鐵礬渣處理技術(shù)領(lǐng)域。該處理方法首先將粉碎的黃鈉鐵礬渣進行超聲處理后制成浸出液和浸出渣，根據(jù)所含有價金屬的種類以及含量不同，將浸出液經(jīng)過錳和氟化錳兩次凈化處理制成含鎳、鈷和錳的凈化液，含鎳、鈷和錳的凈化液可作為多種物質(zhì)的原料廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，優(yōu)選為含鎳、鈷和錳的凈化液作為三元前驅(qū)體的反應(yīng)原料從而應(yīng)用于鋰離子電池領(lǐng)域；該黃鈉鐵礬渣的處理方法可以將浸出液中的有價金屬進行充分回收利用，其工藝流程簡單，易于操作，生產(chǎn)成本低，適合于工業(yè)化量產(chǎn)。本發(fā)明還提供了一種三元前驅(qū)體、電池級磷酸鐵或鋰離子電池。 技術(shù)指標(biāo)：（1）雜質(zhì)含量：Cu≤0.005%，F(xiàn)e、Na≤0.015%，Ca、Mg≤0.015%，Si≤0.03%、≤0.5%（2）振實密度≥1.5g/cm3。 三、技術(shù)的創(chuàng)造性與先進性 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的黃鈉鐵礬渣的處理方法、三元前驅(qū)體、電池級磷酸鐵和鋰離子電池具有以下優(yōu)勢： (1)本發(fā)明提供了一種黃鈉鐵礬渣的處理方法，首先將粉碎的黃鈉鐵礬渣進行超聲處理后制成浸出液和浸出渣，根據(jù)所含有價金屬的種類以及含量不同，將浸出液經(jīng)過錳和氟化錳兩次凈化處理制成含鎳、鈷和錳的凈化液，該含鎳、鈷和錳的凈化液可作為多種物質(zhì)的原料廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，優(yōu)選為含鎳、鈷和錳的凈化液作為三元前驅(qū)體的反應(yīng)原料從而應(yīng)用于鋰離子電池領(lǐng)域；該黃鈉鐵礬渣的處理方法可以將浸出液中的有價金屬進行充分回收利用，其工藝流程簡單，易于操作，生產(chǎn)成本低，適合于工業(yè)化量產(chǎn)。 （2）本發(fā)明提供了一種三元前驅(qū)體，通過上述黃鈉鐵礬渣的處理方法制得。該三元前驅(qū)體在具有比能量大、單體工作電壓高、工作溫度范圍寬、循環(huán)壽命長、自放電小、對環(huán)境污染小等優(yōu)點的同時，還具有較低的生產(chǎn)成本，適合于工業(yè)化生產(chǎn)，在便攜式電器和電動汽車等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。 四、技術(shù)的成熟程度，適用范圍和安全性 三元前驅(qū)體為鎳鈷錳氫氧化物，化學(xué)式為NixCoyMnz (OH)2，其正是以鎳源、鈷源和錳源為原料，鎳、鈷和錳的比例(x:y:z)則根據(jù)實際需要調(diào)整。采用黃鈉鐵礬渣的處理方法制得的含鎳、鈷和錳的凈化液主要含鎳、鈷和錳等金屬離子，故可將其作為三元前驅(qū)體的原料。由于含鎳、鈷和錳的凈化液中鎳、鈷和錳金屬離子的含量可能較低，或者鎳、鈷和錳三種金屬離子之間的配比可能不符合三元前驅(qū)體中x、y、z的要求，故需要添加一定量的鎳源、鈷源、錳源與含鎳、鈷和錳的凈化液混合，再進行共沉淀反應(yīng)，制備得到三元前驅(qū)體。 通過“黃鈉鐵礬渣的處理方法、三元前驅(qū)體、電池級磷酸鐵和鋰離子電池”該專利的研究及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，制備的三元前驅(qū)體適合于工業(yè)化生產(chǎn)，在便攜式電器和電動汽車等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，公司建設(shè)一條年產(chǎn)4000噸三元前驅(qū)體生產(chǎn)線，該專利的實施，大大減少能耗，節(jié)約用電，采用自動化生產(chǎn)減少人工操作，提高產(chǎn)品生產(chǎn)安全性。 五、應(yīng)用情況及存在問題 公司建有一條年產(chǎn)4000噸三元前驅(qū)體生產(chǎn)線，項目實施期間，三元前驅(qū)體銷售收入74198.71萬元，凈利潤9456.54萬元，上繳稅金1475.98萬元。本項目制備得到三元前驅(qū)體符合國家新能源產(chǎn)業(yè)政策的發(fā)展方向，提升了鋰離子電池和汽車行業(yè)的配套產(chǎn)品生產(chǎn)能力，具有較好的社會效益。市場廣闊，符合國家政策和產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向，滿足廣東佳納能源科技有限公司發(fā)展需求，帶動國內(nèi)相關(guān)配套材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，形成新的鋰離子電池材料產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，為社會經(jīng)濟的發(fā)展增加動力，具有較好發(fā)展空間，對區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展具有推動作用，促進行業(yè)整體發(fā)展，具有積極的經(jīng)濟意義。實現(xiàn)該項目三元前驅(qū)體產(chǎn)業(yè)化后，不僅可以增加企業(yè)自身經(jīng)濟效益，還能拉動周圍產(chǎn)業(yè)發(fā)展，增加政府財政收入，解決社會勞動力就業(yè)等一些影響深遠(yuǎn)的社會問題，本項目建成后預(yù)計可提供150多個就業(yè)崗位。 該技術(shù)應(yīng)用存在沉淀耗時相對較長的問題。 六、歷年獲獎情況 本技術(shù)成果共申請發(fā)明專利1項并獲得授權(quán)。 |
科技成果登記公示——黃鈉鐵礬渣的處理方法、三元前驅(qū)體、電池級磷酸鐵和鋰離子電池
來源：本網(wǎng)訪問量：-發(fā)布時間：2020-05-25
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