钛白副产硫酸亚铁制备电池级磷酸铁

作     者：李斌德 王碧侠 袁文龙 党晓娥 马红周 LI Binde;WANG Bixia;YUAN Wenlong;DANG Xiao’e;MA Hongzhou

作者机构：西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055 

出 版 物：《化工进展》 (Chemical Industry and Engineering Progress)

年 卷 期：2024年第43卷第8期

页      面：4523-4533页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0806[工学-冶金工程] 080601[工学-冶金物理化学] 

基　　金：国家自然科学基金(51974221) 陕西省自然科学基础研究项目(2021JM-374) 

主　　题：硫酸亚铁 钛白 沉淀法 磷酸铁 响应面分析 

摘      要：以钛白副产硫酸亚铁净化除杂所得硫酸铁溶液为铁源,采用液相沉淀法合成电池级磷酸铁,研究了铁磷投料比、反应温度、pH、CTAB添加量对磷酸铁Fe/P、粒径及产率的影响,并通过响应面分析得到高产磷酸铁的较优合成条件为:投料比1.33、温度80℃、pH为1.6、CTAB添加量为2%。通过响应面优化实验,在保证90.98%的高产率的同时,降低了原料投料比,节省了用料成本。所得产物为无定形二水磷酸铁,经煅烧后转变为α-石英型。二水磷酸铁的一次颗粒粒径在100nm左右,二次颗粒平均粒径D_(50)为8.4μm。根据晶核形成与晶体生长理论分析了无定形磷酸铁的形成机理:磷酸铁的成核速率远大于其生长速率,体系中形成大量微小晶核,这些微小晶核因半径小于临界晶核半径而发生无规则的聚集,进而形成无定形磷酸铁。所得二水磷酸铁的元素质量分数符合电池级磷酸铁的技术指标。