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磷酸铁/铁锂生产工艺重点解决的几个问题--3

 

12、磷酸铁转化温度为何要>90℃:在<90°温度的条件下转化反应并不充分,难以将反应物转化形成FePO4·2H2O,反应体系的温度升高90℃会提高反应物料的反应速率,导致反应物分子更为活跃,从而促进磷酸铁晶体的生长,增加了晶体的尺寸。除促进晶体生长外,温度还会扰动晶体成核,使得所产生的晶体尺寸趋于相近,这促进了 Fe(OH)3 向 FePO4·2H2O的结晶转化,从而制备出更多的二水磷酸铁产品;由于磷酸为弱酸,溶液中的 PO3浓度随着体系温度的升高而增加。当温度继续升高,一方面磷酸铁的成核速度增加,另一方面溶液中的 PO3 浓度增加,导致 PO4与 Fe3+接触的概率增加,从而进一步增加了磷酸铁的成核速度。此时溶液中磷酸铁颗粒的接触几率大大增加,颗粒间也更容易发生团聚。
老化过程 Fe(OH) 3 从实心“海星状”变成 FePO 4 ·2H 2 O疏松多孔的球状

13为何要控制双氧水滴加速度及时间
过氧化氢滴加速度过快会使溶液的 pH 控制变得有难度,另外由于过氧化氢受热会分解,滴加速度过快会导致大量的过氧化氢来不及参与反应就已经变热分解,使磷酸铁的产率降低。因此,过氧化氢滴加时应控制在 60min14回转窑煅烧温度
1、回转窑煅烧温度会影响比表面积,随着温度升高,产物的比表面积减小,会使产物中的一次颗粒增大且致密。如果持续升温,就会形成缺氧型化合物,并且还会导致二次再结晶。与此同时,材料的晶粒长大,比表面积变小,并且二水合磷酸铁在高温情况下会发生脱水反应,结合水脱去,发生膨胀,使得比表面积减小。
2、对粒径的影响。随着温度升高磷酸铁粒径呈增长趋势,大粒径占比增加小粒径占比减小,总体平均粒径呈增长趋势。产生这个结果的原因是前驱体在高温下分解生成的颗粒,其表面的原子非常活跃,易于使得颗粒表面的原子向临近的原子进行迁移,并与其相应的颗粒结合,形成了一个稳定的化学键,进而产生了永久的硬团聚,导致了球形粒颗粒的形态变化,颗粒直径开始增大。
15磷酸铁和铁锂煅烧的作用
磷酸铁:目的除了去除表面游离水和结晶水外,还在于在烧结的过程中,物料的晶体、形貌、比表面积得到进一步的控制。进一步有利于磷酸铁锂阶段的制备。
磷酸铁锂:1、除去表面游离水和析出结晶水;2、原料中的铁源主要是三价铁,包括磷酸铁(FePO4)和氧化铁(Fe2O3),在反应过程中碳(C)和一氧化碳(CO)将三价铁还原为二价铁,进入晶格形成磷酸铁锂(LiFePO4)的晶体结构,提高其结晶度和电化学性能,形成结晶度较好的磷酸铁锂;3、控制磷酸铁锂的一次颗粒大小、比表、形貌。2FePO4+Li2CO3+C→2LiFePO4+CO2+CO Fe2O3+2LiH2PO4+C→2LiFePO4+CO+2H2O

 

发布时间:2024/7/22 6:49:23 查看:55次

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