| 成果名稱： | 黃鈉鐵礬渣的處理方法、三元前驅(qū)體、電池級(jí)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(jué),文定強(qiáng),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(píng)價(jià)單位： | 國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局 |
| 評(píng)價(jià)日期： | 2019-06-27 |
| 成果簡(jiǎn)介： | 一、課題來(lái)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(guò)濾性能良好的黃鈉鐵礬除鐵工藝。但是當(dāng)鐵含量較高時(shí)，采用此工藝除鐵過(guò)程中會(huì)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(duì)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(zhǎng)期堆放后，不僅占用土地和浪費(fèi)資源，而且其中的重金屬會(huì)在自然條件下發(fā)生化學(xué)變化，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。針對(duì)這些問(wèn)題，黃鈉鐵礬渣的資源化開(kāi)發(fā)和利用備受關(guān)注。 目前，對(duì)于黃鈉鐵礬渣的處理主要有兩個(gè)方向：一、將黃鈉鐵礬渣作為建筑材料的原料，通過(guò)添加其他原料制成磚等建筑材料；二、通過(guò)焙燒、電解等工藝分別回收其中的有價(jià)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(lái)的問(wèn)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(duì)黃鈉鐵礬渣中的各種成分進(jìn)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(jí)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(jìn)行超聲處理后制成浸出液和浸出渣，根據(jù)所含有價(jià)金屬的種類以及含量不同，將浸出液經(jīng)過(guò)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(jià)金屬進(jìn)行充分回收利用，其工藝流程簡(jiǎn)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(jí)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(shí)密度≥1.5g/cm3。 三、技術(shù)的創(chuàng)造性與先進(jìn)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(jí)磷酸鐵和鋰離子電池具有以下優(yōu)勢(shì)： (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(jìn)行超聲處理后制成浸出液和浸出渣，根據(jù)所含有價(jià)金屬的種類以及含量不同，將浸出液經(jīng)過(guò)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(jià)金屬進(jìn)行充分回收利用，其工藝流程簡(jiǎn)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(guò)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(zhǎng)、自放電小、對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，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(dòng)汽車(chē)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(shí)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(jìn)行共沉淀反應(yīng)，制備得到三元前驅(qū)體。 通過(guò)“黃鈉鐵礬渣的處理方法、三元前驅(qū)體、電池級(jí)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(dòng)汽車(chē)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(shí)施，大大減少能耗，節(jié)約用電，采用自動(dòng)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(wèn)題 公司建有一條年產(chǎn)4000噸三元前驅(qū)體生產(chǎn)線，項(xiàng)目實(shí)施期間，三元前驅(qū)體銷(xiāo)售收入74198.71萬(wàn)元，凈利潤(rùn)9456.54萬(wàn)元，上繳稅金1475.98萬(wàn)元。本項(xiàng)目制備得到三元前驅(qū)體符合國(guó)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(chē)行業(yè)的配套產(chǎn)品生產(chǎn)能力，具有較好的社會(huì)效益。市場(chǎng)廣闊，符合國(guó)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(dòng)國(guó)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(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展增加動(dòng)力，具有較好發(fā)展空間，對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有推動(dòng)作用，促進(jìn)行業(yè)整體發(fā)展，具有積極的經(jīng)濟(jì)意義。實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)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(jì)效益，還能拉動(dòng)周?chē)a(chǎn)業(yè)發(fā)展，增加政府財(cái)政收入，解決社會(huì)勞動(dòng)力就業(yè)等一些影響深遠(yuǎn)的社會(huì)問(wèn)題，本項(xiàng)目建成后預(yù)計(jì)可提供150多個(gè)就業(yè)崗位。 該技術(shù)應(yīng)用存在沉淀耗時(shí)相對(duì)較長(zhǎng)的問(wèn)題。 六、歷年獲獎(jiǎng)情況 本技術(shù)成果共申請(qǐng)發(fā)明專利1項(xiàng)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(jí)磷酸鐵和鋰離子電池
來(lái)源：本網(wǎng)訪問(wèn)量：-發(fā)布時(shí)間：2020-05-25
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