| 成果名稱： | 黃鈉鐵礬渣的處理方法、三元前驅體、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 |
| 主要應用行業： | 制造業 |
| 高新技術領域： | 新材料 |
| 評價單位： | 國家知識產權局 |
| 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，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，容易對溶液中的金屬離子產生吸附作用。因此，鈷鎳濕法冶煉除鐵產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生化學變化，對環境造成嚴重的污染。針對這些問題，黃鈉鐵礬渣的資源化開發和利用備受關注。 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雜，生產成本高，且不能對黃鈉鐵礬渣中的各種成分進行有效利用。 二、技術原理及性能指標 本發明提供了一種黃鈉鐵礬渣的處理方法、三元前驅體、電池級磷酸鐵和鋰離子電池，涉及黃鈉鐵礬渣處理技術領域。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，根據所含有價金屬的種類以及含量不同，將浸出液經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的原料廣泛應用于各領域，優選為含鎳、鈷和錳的凈化液作為三元前驅體的反應原料從而應用于鋰離子電池領域；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，生產成本低，適合于工業化量產。本發明還提供了一種三元前驅體、電池級磷酸鐵或鋰離子電池。 技術指標：（1）雜質含量：Cu≤0.005%，Fe、Na≤0.015%，Ca、Mg≤0.015%，Si≤0.03%、≤0.5%（2）振實密度≥1.5g/cm3。 三、技術的創造性與先進性 與現有技術相比，本發明提供的黃鈉鐵礬渣的處理方法、三元前驅體、電池級磷酸鐵和鋰離子電池具有以下優勢： (1)本發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，根據所含有價金屬的種類以及含量不同，將浸出液經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的原料廣泛應用于各領域，優選為含鎳、鈷和錳的凈化液作為三元前驅體的反應原料從而應用于鋰離子電池領域；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，生產成本低，適合于工業化量產。 （2）本發明提供了一種三元前驅體，通過上述黃鈉鐵礬渣的處理方法制得。該三元前驅體在具有比能量大、單體工作電壓高、工作溫度范圍寬、循環壽命長、自放電小、對環境污染小等優點的同時，還具有較低的生產成本，適合于工業化生產，在便攜式電器和電動汽車等領域有著廣闊的應用前景。 四、技術的成熟程度，適用范圍和安全性 三元前驅體為鎳鈷錳氫氧化物，化學式為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)則根據實際需要調整。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，制備得到三元前驅體。 通過“黃鈉鐵礬渣的處理方法、三元前驅體、電池級磷酸鐵和鋰離子電池”該專利的研究及產業化應用，制備的三元前驅體適合于工業化生產，在便攜式電器和電動汽車等領域有著廣闊的應用前景，公司建設一條年產4000噸三元前驅體生產線，該專利的實施，大大減少能耗，節約用電，采用自動化生產減少人工操作，提高產品生產安全性。 五、應用情況及存在問題 公司建有一條年產4000噸三元前驅體生產線，項目實施期間，三元前驅體銷售收入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體符合國家新能源產業政策的發展方向，提升了鋰離子電池和汽車行業的配套產品生產能力，具有較好的社會效益。市場廣闊，符合國家政策和產業導向，滿足廣東佳納能源科技有限公司發展需求，帶動國內相關配套材料產業的發展，形成新的鋰離子電池材料產業生態鏈，為社會經濟的發展增加動力，具有較好發展空間，對區域經濟發展具有推動作用，促進行業整體發展，具有積極的經濟意義。實現該項目三元前驅體產業化后，不僅可以增加企業自身經濟效益，還能拉動周圍產業發展，增加政府財政收入，解決社會勞動力就業等一些影響深遠的社會問題，本項目建成后預計可提供150多個就業崗位。 該技術應用存在沉淀耗時相對較長的問題。 六、歷年獲獎情況 本技術成果共申請發明專利1項并獲得授權。 |
科技成果登記公示——黃鈉鐵礬渣的處理方法、三元前驅體、電池級磷酸鐵和鋰離子電池
來源：本網訪問量：-發布時間：2020-05-25
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