[发明专利]一种利用胺及其衍生物回用六氟磷酸锂合成尾气中五氟化磷的方法

说明书

本发明提供了一种利用胺及其衍生物回用六氟磷酸锂合成尾气中五氟化磷的方法，将胺及其衍生物与六氟磷酸锂合成尾气中的五氟化磷反应形成固态或液态配合物，将所述固态或液态配合物分离出来，再对所述固态或液态配合物加热释放出五氟化磷，将释放的五氟化磷净化后二次导入六氟磷酸锂合系统。该方法原料利用率高，减少污染。

技术领域

本发明涉及一种利用胺及其衍生物回用六氟磷酸锂合成尾气中五氟化磷的方法，属于六氟磷酸锂合成技术领域。

背景技术

从二十世纪下半页开始，随着科学技术的进步，人类社会进入了快速发展阶段，对能源的需求也越来越大，作为一次能源的化石燃料，至今为止对人类的发展起到了无可估量的作用，但是人类也由此面临着能源枯竭和环境污染的问题，寻找可替代的新型清洁能源成为人类面临的共同挑战。进入二十一世纪，新型能源的开发利用取得了举世瞩目的进展，尤其是锂离子电池在传统的3C(电脑、摄像机、手机等)、电动产业(如电动汽车)、储能等领域成功地得到了应用。

作为锂离子电池关键原材料的六氟磷酸锂已经实现工业化生产。六氟磷酸锂有多种合成方法，如气固反应法、HF溶剂法、有机溶剂法、离子交换法等，在前述的几种方法中，只有无水氟化氢非水溶剂法成功的实现了产业化。在无水氟化氢非水溶剂法中日本关东电化的电解制氟工艺和森田化学(Morita)的五氯化磷工艺均具有各自独特的优点，其中五氯化磷法具有设备简单、线路简洁、成本低等优点，为大多数厂商所采用。

在五氟化磷法合成六氟磷酸锂的工艺中，主要的反应有：

PCl₅+5HF→PF₅+5HCl

可以看出伴随着合成反应的进行，常常会产生大量的合成尾气，尾气的成分主要有氯化氢、氟化氢和五氟化磷，其中氯化氢由五氯化磷与氟化氢反应产生，五氟化磷由氟化锂与五氟化磷的反应不完全产生，氟化氢由氯化氢夹带以及氟化氢低沸点气化产生。对于这些组成复杂的混合尾气，现有工业生产通行的做法是用多级水洗和碱洗的方法处理，不仅造成大量的氟化氢损耗，原料利用率低，引起成本上升，同时产生大量的工业危废，需要委托有资质的厂商专门处理，进一步造成成本的上升。据统计，每生产一吨六氟磷酸锂约有一吨的无水氟化氢随尾气进入三废系统，一条1000吨/年的六氟磷酸锂生产线每年氟化氢损失，超过一千万元人民币。因此研究一种能够将尾气高效回收成分利用的方法，成为本研究的目的。

在六氟磷酸锂尾气回收产生的混合酸中，因为含磷而极大地限制了后续的工业再利用。五氟化磷进入尾气系统后与水反应产生磷酸、氟磷酸等，与氯化氢、氟化氢同属质子酸，性质相似，难以分离，成为制约后续开发利用的难题。但是，现有技术中还没有有效的六氟磷酸锂合成尾气中五氟化磷的分离并回收利用的方法。

发明内容

本发明提供了一种利用胺及其衍生物回用六氟磷酸锂合成尾气中五氟化磷的方法，可以有效解决上述问题。

本发明是这样实现的：

一种利用胺及其衍生物回用六氟磷酸锂合成尾气中五氟化磷的方法，将胺及其衍生物与六氟磷酸锂合成尾气中的五氟化磷反应形成固态或液态配合物，将所述固态或液态配合物分离出来，再对所述固态或液态配合物加热释放出五氟化磷，将释放的五氟化磷净化后二次导入六氟磷酸锂合成系统。

作为进一步改进地，将六氟磷酸锂合成尾气通过以胺及其衍生物为吸收剂的洗气塔后，再加热洗气塔释放五氟化磷，将释放的五氟化磷净化后二次导入六氟磷酸锂合成系统。

作为进一步改进地，所述胺及其衍生物选自脂肪族胺、芳香族胺以及脂环族胺中的一种或几种。

作为进一步改进地，所述脂肪族胺为乙基胺或N-甲基异丙基胺。

作为进一步改进地，所述芳香族胺为苯甲胺。