一种从含铁锌废磷化渣制备纯磷酸铁的方法

摘要

本发明公开了一种从含铁锌废磷化渣中制备纯磷酸铁的方法。其过程包括：用磷酸水溶液浸取除锌，然后将磷化渣用稀酸溶解，滴加氨水调节pH并络合锌离子后，加入萃取剂萃取出铁离子和锌离子混合物，在水相中补加三氯化铁水溶液，滴加氨水调节pH=1.0‑2.0生成磷酸铁沉淀，用水洗涤沉淀3‑5次，过滤，干燥，得到纯磷酸铁。本发明所制得的磷酸铁含锌等杂质含量均低于100 ppm，方法简单，所得纯磷酸铁可用作磷酸铁锂电池的前驱体原料，具有一定的实际应用价值。

说明书

技术领域

本发明涉及化工技术和环境保护的从废磷化渣制备纯磷酸铁的方法。

背景技术

含铁锌废磷化渣是用锌系磷化液处理金属工件后，发生化学反应，生成的磷酸二锌铁和磷酸锌沉降在工件表面，在结晶形成磷化膜的同时，不可避免地产生废磷化渣。磷化渣的成分主要是FePO₄和Zn₃(PO₄)₂，另外还含有少量Zn₃Fe(PO₄)₃和Zn₂(OH)PO₄，它们由槽液中Fe³⁺>2+与PO₄^3-一起沉淀形成。工业上由于磷化处理批量大，产生的大量废磷化渣堆放会造成环境污染，增加了污水处理的难度和成本等。目前，对磷化渣的处理方法较多，如中国专利201410082710.3提供了一种无害化处理磷化渣作为防锈填料的方法；再如，中国专利201210488837.6提供了一种从磷化废渣中提取磷酸铁的方法，提供了制备磷酸铁的思路，但是所提供的方法制备的磷酸铁纯度达不到电池级磷酸铁的低锌杂质含量要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种从含铁锌废磷化渣制备纯磷酸铁的方法。

本发明的技术方案为：

一种从含铁锌废磷化渣制备纯磷酸铁的方法，包括如下步骤：

采用磷酸水溶液浸取磷化渣除锌，浸取后的磷化渣以稀酸溶解，然后滴加氨水调节pH至0.5~1.5络合锌离子，加入萃取剂萃取出铁离子和锌离子混合物，在水相中加入三氯化铁水溶液，滴加氨水调节pH至1.0~2.0生成磷酸铁沉淀，然后用水洗涤沉淀3~5次，过滤，干燥，即得纯磷酸铁。

进一步地，所述的萃取剂为双（2-乙基己基）磷酸酯，2-乙基己基磷酸2-乙基己基酯，三辛烷基叔胺，三辛基甲基氯化铵中的一种或两种以上与液体石蜡的混合物。

进一步地，所述的稀酸为浓盐酸与水的体积比为1：1~2的稀盐酸或浓磷酸与水的体积比为1：1~2的稀磷酸。

进一步地，浸取磷化渣时，磷化渣与磷酸水溶液的质量比为1：1~1.5 ；磷酸水溶液采用浓磷酸加水制得，浓磷酸与水的体积比为1：2~3。

进一步地，磷化渣与稀酸的质量比为1：1~2。

进一步地，磷化渣与萃取剂的质量比为1：1.5~3。

进一步地，浸取的时间优选12~24小时。

进一步地，萃取的时间优选0.5~3小时。

本发明的有益效果在于：

本发明的方法简便易行，制备的磷酸铁纯度高，锌及其它杂质含量低于100 ppm，所得磷酸铁可用作磷酸铁锂电池的前驱体原料，具有一定的实际应用价值。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

取湿磷化渣100g（烘干后约70克），加入35毫升85%磷酸（即浓磷酸）和65毫升水，搅拌后浸泡24小时，抽取出含磷酸和磷酸锌的清液（分析检测表明该清液中含约4%的锌和少于1%的铁）可用于返回制备磷化液。浸泡后的磷化渣用300毫升盐酸水溶液（浓盐酸与水的体积比为1：1）溶解，过滤弃去不溶物杂质，在不断搅拌下滴加氨水溶液调节pH=0.8析出大量沉淀，过滤，将沉淀物用80毫升85%磷酸和80毫升水溶解，加入500毫升含190g三氯化铁的水溶液，继续滴加上述氨水溶液至pH=1.0析出大量沉淀，过滤，水洗沉淀3次，烘干，得202g磷酸铁成品，经分析该磷酸铁成品中锌含量为100 ppm。

实施例2

取湿磷化渣100g，加入30毫升85%磷酸和70毫升水，搅拌下浸泡12小时，抽取出含磷酸和磷酸锌的清液。浸泡后的磷化渣用80毫升85%磷酸和80毫升水混合溶液加热溶解，过滤弃去不溶物杂质，在不断搅拌下滴加氨水溶液至pH=1.6开始析出沉淀时，加入500毫升含190g三氯化铁水溶液，继续滴加上述氨水溶液至pH=2.0析出大量沉淀，过滤，水洗沉淀3次，烘干，得230g磷酸铁成品，经分析该磷酸铁成品中锌含量为120 ppm。

实施例3

取湿磷化渣100g，加入30毫升85%磷酸和70毫升水，浸泡24小时，抽取出含磷酸和磷酸锌的清液。浸泡后的磷化渣用100毫升85%磷酸和100毫升水混合溶液加热溶解，过滤弃去不溶物杂质，在不断搅拌下滴加氨水溶液至pH=1.4开始出现沉淀时，加入200毫升萃取剂双（2-乙基己基）磷酸酯和200毫升液体石蜡混合溶液萃取0.5~1小时，分离出有机相用稀酸反萃取备用。往水相中加入1000毫升含300g三氯化铁的水溶液，搅拌，继续滴加上述氨水混合溶液至pH=1.8，析出大量沉淀后过滤，水洗沉淀5次，烘干，得255g磷酸铁成品，经分析该磷酸铁成品中锌含量为80 ppm，其它杂质均低于100ppm。