[实用新型]一种电池级磷酸铁的气液合成装置

说明书

本实用新型涉及一种电池级磷酸铁的气液合成装置，包括反应分离釜，反应分离釜的上游至少连通三股并联流股，第一流股引出自原料釜，第二流股引出自碱液釜，且第三流股用于向反应分离釜内注入洗涤水，反应分离釜中设有至少一组用于反应生成的磷酸铁颗粒动态过滤与洗涤的分离组件，分离组件包括在反应分离釜中贯穿设置的一中空转轴，间隔分布至中空转轴上的多个中空膜片，中空转轴连通有气体氧化剂进管，中空膜片与中空转轴连通且膜片表面布设可使气体氧化剂自内腔向膜片表面均匀布气及可使液体穿透表面进入内腔的膜孔，中空转轴设有用于排出分离后母液清液与洗涤废水的排液口，该气液合成装置具有集成度高、生产成本低且环境友好的优势。

技术领域

本实用新型属于化工生产技术领域，涉及一种电池级磷酸铁的气液合成装置。

背景技术

磷酸铁是一种重要的化工原料，可作为无毒防锈颜料、催化剂和陶瓷釉面涂料。近年来的研究发现，磷酸铁还可作为合成锂电池正极材料磷酸铁锂的前驱体，与其它前驱体如草酸亚铁、氧化铁、氯化铁、硝酸铁等相比，磷酸铁可同时提供铁源和磷源，简化了磷酸铁锂的合成工艺并减少了污染物排放，用电池级磷酸铁制备的磷酸铁锂电池具有价格低廉、环境友好、热稳定性高等优点。目前磷酸铁正逐渐取代其它前驱体，成为磷酸铁锂的核心前驱体。磷酸铁合成磷酸铁锂的工艺路线是目前制备磷酸铁锂应用最为广泛的技术路线之一，该工艺路线合成磷酸铁锂烧成率高，产品粒径较细且形貌多呈球形。

现有的制备方法中，磷酸铁可由亚铁盐和磷酸/磷酸盐在氧化剂的作用下反应而得，该制备方法中需要消耗大量的氧化剂，其中双氧水、次氯酸钠、氯酸钠、过硫酸铵等都可作为氧化剂，这些氧化剂通常是在液相反应中使用，虽然反应过程比较容易控制，但是在使用过程中要么对安全性要求较高，要么会副产大量的固废盐，这都在一定程度上增加了生产成本。使用空气或富氧空气(空气中混入一定量的纯氧)做氧化剂，可大幅降低原料成本，而且空气是非危险化学品，安全管理成本低。用气体氧化剂的反应系统是气液非均相反应，反应速率容易受气液传质过程的限制。

实用新型内容

针对以上技术问题，本实用新型的目的在于提供一种生产批次一致且成品质量稳定的用于制备电池级磷酸铁的气液合成装置，其具有集成度高、生产成本低且环境友好的优势。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种电池级磷酸铁的气液合成装置，包括反应分离釜，所述反应分离釜的上游至少连通三股并联流股，第一流股引出自原料釜，第二流股引出自碱液釜，且第三流股用于向反应分离釜内注入洗涤水，所述反应分离釜中设有至少一组用于反应生成的磷酸铁颗粒动态过滤与洗涤的分离组件，所述分离组件包括在所述反应分离釜中贯穿设置的一中空转轴，间隔分布至所述中空转轴上的多个中空膜片，所述中空转轴连通有气体氧化剂进管，所述中空膜片与所述中空转轴连通且膜片表面布设可使气体氧化剂自内腔向膜片表面均匀布气及可使液体穿透表面进入内腔的膜孔，所述中空转轴设有用于排出分离后母液清液与洗涤废水的排液口。

在一些技术方案中，所述反应分离釜内设有至少一组沿釜壁平行于中空转轴布置的扰流元件，所述扰流元件为梳子状管件，包括一固设至釜壁上的内部中空的梳背及由所述梳背延伸至相邻膜片之间的多个中空的梳齿，所述梳背分别与所述第一流股与第二流股连通，各所述梳齿与所述梳背连通且所述梳齿外周面布设可使原料液及碱液穿透表面进入反应分离釜腔的喷射孔。

在一些技术方案中，多个所述扰流元件间隔均匀的分布至所述反应分离釜内周侧；或者所述梳背呈环状，使所述扰流元件构造为一圆环状。

在一些技术方案中，所述喷射孔均匀分布至各所述梳齿的轴向表面。

在一些技术方案中，所述原料釜、反应分离釜及碱液釜均装设用于对物料加热的加热组件，以使该原料液及碱液等温混合至维持可析出沉淀温度的所述反应分离釜中。