{"id":4060,"date":"2025-04-01T15:56:50","date_gmt":"2025-04-01T07:56:50","guid":{"rendered":"https:\/\/www.powdergrindingmill.com\/?p=4060"},"modified":"2025-04-01T16:11:24","modified_gmt":"2025-04-01T08:11:24","slug":"how-much-do-you-know-about-the-production-process-of-iron-phosphate","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.powdergrindingmill.com\/fr\/how-much-do-you-know-about-the-production-process-of-iron-phosphate\/","title":{"rendered":"Quelle est votre connaissance du processus de production du phosphate de fer ?"},"content":{"rendered":"

Compar\u00e9 \u00e0 d'autres mat\u00e9riaux de cathode de batteries au lithium, le phosphate de fer<\/a> est devenu un point chaud de recherche ces derni\u00e8res ann\u00e9es en raison de ses sources abondantes de mati\u00e8res premi\u00e8res, de son co\u00fbt faible, de sa haute capacit\u00e9 et de sa bonne s\u00e9curit\u00e9. La performance du mat\u00e9riau de cathode LiFePO\u2084 d\u00e9pend dans une certaine mesure de la forme du mat\u00e9riau, de la taille des particules et de l'agencement atomique. Par cons\u00e9quent, le processus de pr\u00e9paration est particuli\u00e8rement important.<\/p>\n\n\n\n

Il existe quatre voies de processus de production pour le mat\u00e9riau de cathode de phosphate de lithium et de fer (LFP) : la voie hydrothermale, la voie oxalate de fer, la voie oxyde de fer et la voie phosphate ferrique. Parmi elles, la voie phosphate de fer est devenue le proc\u00e9d\u00e9 principal pour produire du phosphate de lithium et de fer en raison de son co\u00fbt inf\u00e9rieur et de son meilleur rapport co\u00fbt-performance.<\/p>\n\n\n\n

Phosphate de fer<\/h2>\n\n\n\n

Le phosphate de fer, \u00e9galement connu sous le nom de phosphates ferriques, a la formule chimique FePO4 et un poids mol\u00e9culaire de 150,82. Sa densit\u00e9 est de 3,2 g\/cm\u00b3, et son point de fusion est d'environ 600\u00b0C. Le fer dans le phosphate de fer est trivalent, principalement sous forme de dihydrate (FePO4\u00b72H2O). Il se trouve naturellement sous forme du min\u00e9ral vivianite. Le phosphate de fer est une poudre blanche ou jaune p\u00e2le avec une haute stabilit\u00e9 chimique et thermique. Il est largement utilis\u00e9 dans les batteries, la c\u00e9ramique et les catalyseurs.<\/p>\n\n\n\n

Sch\u00e9ma du diagramme structural des formules des phosphates de fer et des phosphates de lithium et de fer.<\/p>\n\n\n\n

\"Sch\u00e9ma<\/figure>\n\n\n\n

Depuis phosphate de fer<\/a> ayant une structure chimique similaire au phosphate de lithium et de fer, le FePO4 est utilis\u00e9 comme pr\u00e9curseur. Il participe \u00e0 la pr\u00e9paration du phosphate de lithium et de fer pour les cathodes de batteries au lithium. La composition chimique, la structure, la morphologie et la taille des particules des pr\u00e9curseurs de phosphate de fer d\u00e9terminent en grande partie la performance des cathodes de phosphate de lithium et de fer. Par cons\u00e9quent, le processus de pr\u00e9paration d'un phosphate de fer de haute qualit\u00e9 est crucial.<\/p>\n\n\n\n

\"Phosphate<\/figure>\n\n\n\n

Processus de pr\u00e9paration du phosphate de fer<\/h2>\n\n\n\n

Les principales m\u00e9thodes de synth\u00e8se des phosphates de fer incluent la pr\u00e9cipitation, l'hydrothermal, la sol-gel, l'oxydation \u00e0 l'air et la cristallisation contr\u00f4l\u00e9e. Parmi elles, la m\u00e9thode de pr\u00e9cipitation pr\u00e9sente des avantages tels que des exigences faibles en \u00e9quipement et des co\u00fbts inf\u00e9rieurs. En contr\u00f4lant les conditions de r\u00e9action, il est possible d'obtenir un phosphate de fer id\u00e9al pour les batteries. Elle est facile \u00e0 mettre \u00e0 l'\u00e9chelle pour la production industrielle, faisant de la pr\u00e9cipitation la m\u00e9thode principale pour produire du phosphate de fer de qualit\u00e9 batterie.<\/p>\n\n\n\n

Il existe deux principales m\u00e9thodes de production industrielle de phosphates de fer :
(1) Utiliser de l'acide phosphorique purifi\u00e9 (par voie thermique ou humide) pour r\u00e9agir avec du sulfate de fer pour produire des phosphates de fer.
(2) R\u00e9agir des phosphates avec du sulfate de fer pour produire du phosphate de fer.
Les phosphates courants incluent le phosphate monoammonique (MAP) et le phosphate diammonique (DAP), le phosphate monoammonique \u00e9tant la norme.
Ces m\u00e9thodes sont class\u00e9es comme le processus \u00ab bloc de fer + acide phosphorique + sulfate de fer + phosphate monoammonique \u00bb.<\/p>\n\n\n\n

De plus, la voie sulfate de fer pour la pr\u00e9paration des phosphates de fer n\u00e9cessite de l'eau ammoniaqu\u00e9e ou de l'hydroxyde de sodium pour ajuster le pH. Selon l'agent de r\u00e9glage du pH utilis\u00e9, elle peut \u00eatre class\u00e9e en m\u00e9thode sodium et m\u00e9thode ammonium.<\/p>\n\n\n\n

La m\u00e9thode ammonium consiste \u00e0 faire r\u00e9agir une solution de sulfate de fer avec du phosphate monoammonique, puis \u00e0 pr\u00e9cipiter et filtrer. L'acide excessif est neutralis\u00e9 avec de l'eau ammoniaqu\u00e9e pour obtenir des phosphates de fer. La m\u00e9thode sodium implique d'acidifier le sulfate de fer avec de l'acide phosphorique, puis de le faire r\u00e9agir avec du peroxyde d'hydrog\u00e8ne. Le dihydrog\u00e9nophosphate de fer est alors form\u00e9, et le pH est ajust\u00e9 avec de l'hydroxyde de sodium pour produire du phosphate de fer.<\/p>\n\n\n\n

Flux de processus du phosphate ferrique ammoniacal<\/h2>\n\n\n\n

Pr\u00e9paration de la solution de phosphate monoammonique<\/h3>\n\n\n\n

Du phosphate monoammonique et de l'eau pure sont ajout\u00e9s dans un r\u00e9servoir de dissolution pour se dissoudre en une solution contenant 7% de phosphore. Pendant le processus de dissolution, de l'eau ammoniaqu\u00e9e 20% est ajout\u00e9e pour ajuster le pH, en le maintenant entre 3 et 5. La solution est ensuite pass\u00e9e \u00e0 travers un filtre de pr\u00e9cision, et le filtrat est pomp\u00e9 dans un r\u00e9servoir de stockage pour une utilisation ult\u00e9rieure. L'ensemble du processus se d\u00e9roule dans un syst\u00e8me de transport ferm\u00e9. Les eaux us\u00e9es contenant du sel provenant du lavage des r\u00e9sidus de filtre sont envoy\u00e9es \u00e0 la station d'\u00e9puration de l'usine pour traitement.<\/p>\n\n\n\n

Processus de dissolution du fer ferreux et de retrait des impuret\u00e9s<\/h3>\n\n\n\n

Le sulfate de fer ferreux est ajout\u00e9 manuellement dans le r\u00e9servoir de dissolution avec de l'eau pure pour la dissolution, tandis que de la vapeur est introduite pour un chauffage direct. La temp\u00e9rature est maintenue entre 40 et 50\u00b0C. La solution dissoute est pomp\u00e9e dans un baril de d\u00e9contamination, o\u00f9 de la poudre de fer est ajout\u00e9e pour \u00e9liminer les ions de fer trivalent form\u00e9s par oxydation. Pour \u00e9viter que le sulfate de fer ferreux ne s'oxyde, une quantit\u00e9 excessive de poudre de fer est ajout\u00e9e pendant ce processus.<\/p>\n\n\n\n

Pendant le processus de dissolution des mati\u00e8res premi\u00e8res, des r\u00e9sidus de dissolution du sulfate de fer ferreux sont produits, principalement compos\u00e9s de titane, d'aluminium, de mangan\u00e8se et d'autres compos\u00e9s m\u00e9talliques.
La solution de fer contenant des impuret\u00e9s est filtr\u00e9e \u00e0 l'aide d'une presse \u00e0 filtre \u00e0 plaques et cadres. Le filtrat (contenant 20% de sulfate de fer ferreux) est ensuite transf\u00e9r\u00e9 dans un r\u00e9servoir de clarification pour une purification et une clarification suppl\u00e9mentaires, pr\u00eat \u00e0 l'emploi.<\/p>\n\n\n\n

Processus de synth\u00e8se par oxydation<\/h3>\n\n\n\n

Tout d'abord, la solution de phosphate monoammonique 7% pr\u00e9par\u00e9e (calcul\u00e9e en contenu de P) est stock\u00e9e dans un r\u00e9servoir.
27,5% de peroxyde d'hydrog\u00e8ne et de l'eau pure sont pomp\u00e9s dans le r\u00e9servoir de haut niveau pour pr\u00e9parer la solution de phosphate.
Ensuite, la solution raffin\u00e9e de sulfate de fer ferreux 20% est transf\u00e9r\u00e9e de la zone de r\u00e9servoir au r\u00e9acteur de synth\u00e8se par oxydation.
De l'eau pure est ajout\u00e9e pour pr\u00e9parer une solution de sulfate de fer ferreux 12%. La solution de phosphate dans le r\u00e9servoir de haut niveau est ajout\u00e9e au r\u00e9acteur de synth\u00e8se par oxydation via un r\u00e9servoir de dosage. La r\u00e9action se d\u00e9roule \u00e0 temp\u00e9rature ambiante et sous pression avec agitation, et le pH est contr\u00f4l\u00e9 entre 2 et 3.<\/p>\n\n\n\n

Processus de lavage primaire de la presse \u00e0 filtre<\/h3>\n\n\n\n

Apr\u00e8s la r\u00e9action, le slurry de phosphate de fer t\u00e9hydrate g\u00e9n\u00e9r\u00e9 entre dans la presse \u00e0 filtre \u00e0 plaques et cadres pour une filtration primaire. Le filtrat issu de la filtration entre dans le r\u00e9servoir de liquide m\u00e8re synth\u00e9tique. Le slurry de phosphate de fer t\u00e9hydrate filtr\u00e9 est lav\u00e9 avec de l'eau pure, puis \u00e0 nouveau filtr\u00e9 dans la presse \u00e0 filtre \u00e0 plaques et cadres. Le g\u00e2teau de filtre r\u00e9sultant (contenant environ 70,% d'eau) est le phosphate de fer t\u00e9hydrate, et l'eau de lavage synth\u00e9tique entre dans le r\u00e9servoir d'eau de lavage synth\u00e9tique. Le g\u00e2teau de filtre passe \u00e0 l'\u00e9tape suivante. Le liquide m\u00e8re synth\u00e9tique et l'eau de lavage synth\u00e9tique sont trait\u00e9s dans la station d'\u00e9puration de l'usine, puis r\u00e9utilis\u00e9s.<\/p>\n\n\n\n

Processus de lavage secondaire de la presse \u00e0 filtre<\/h3>\n\n\n\n

Le slurry de phosphate de fer dihydrate converti est pomp\u00e9 dans la presse \u00e0 filtre \u00e0 plaques et cadres pour la filtration. Le filtrat produit lors de la filtration entre dans le r\u00e9servoir de liquide m\u00e8re. Le g\u00e2teau de filtre de phosphate de fer dihydrate est lav\u00e9 avec de l'eau pure, puis \u00e0 nouveau filtr\u00e9 dans la presse \u00e0 filtre \u00e0 plaques et cadres. L'eau de lavage secondaire g\u00e9n\u00e9r\u00e9e lors de la filtration entre dans le r\u00e9servoir d'eau de lavage de conversion. Le g\u00e2teau de filtre r\u00e9sultant (contenant environ 60,% d'eau) entre dans le processus de s\u00e9chage flash. Le filtrat et l'eau de lavage secondaire sont trait\u00e9s dans la station d'\u00e9puration de l'usine, puis r\u00e9utilis\u00e9s.<\/p>\n\n\n\n

Processus de s\u00e9chage et de pulverisation<\/h3>\n\n\n\n

L'air ambiant est filtr\u00e9 par un filtre \u00e0 air avant d'entrer dans le souffleur. Il passe ensuite par un pr\u00e9chauffeur et est chauff\u00e9 \u00e0 140\u00b0C (chauff\u00e9 par la coque du four rotatif et les gaz d'\u00e9chappement du s\u00e9chage). Ensuite, l'air est chauff\u00e9 avec du gaz naturel \u00e0 500\u00b0C et entre dans la chambre de s\u00e9chage via l'entr\u00e9e du s\u00e9cheur flash rotatif. Le g\u00e2teau de phosphate de fer dihydrate humide, s\u00e9par\u00e9 du m\u00e9lange solide-liquide, est uniform\u00e9ment aliment\u00e9 dans le s\u00e9cheur flash rotatif par un vis d'alimentation. Sous l'effet combin\u00e9 de l'agitateur et de l'air chaud, le mat\u00e9riau humide est rapidement dispers\u00e9 et s\u00e9ch\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

Le mat\u00e9riau s\u00e9ch\u00e9 est broy\u00e9 par un moulin<\/a> pour obtenir des produits de phosphate de fer. Le produit de phosphate de fer est ensuite transport\u00e9 par un pipeline vers une machine d'emballage en sacs bulk pour l'emballage. Apr\u00e8s l'emballage, le produit est stock\u00e9 dans l'entrep\u00f4t de produits finis, en attendant son entr\u00e9e dans la ligne de production de phosphate de fer au lithium. La poussi\u00e8re g\u00e9n\u00e9r\u00e9e lors du broyage et de l'emballage est collect\u00e9e et dirig\u00e9e vers le filtre \u00e0 sac du four rotatif pour traitement. Elle est ensuite aspir\u00e9e par le ventilateur d'extraction vers l'\u00e9tape de s\u00e9chage flash, o\u00f9 elle subit une \u00e9limination de poussi\u00e8re par film d'eau et est lib\u00e9r\u00e9e par le tuyau d'\u00e9chappement.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Traitement de l'eau de lavage de la m\u00e8re m\u00e8re liquide<\/h3>\n\n\n\n

La m\u00e8re m\u00e8re synth\u00e9tique est filtr\u00e9e et subit une osmose inverse \u00e0 haute pression. L'eau douce est combin\u00e9e avec l'eau de lavage de conversion, tandis que l'eau concentr\u00e9e est \u00e9vapor\u00e9e m\u00e9caniquement pour produire du sulfate d'ammonium et du phosphate monoammonique en sous-produits.
L'eau de lavage synth\u00e9tique est filtr\u00e9e et subit une osmose inverse. L'eau douce est combin\u00e9e avec l'eau de lavage synth\u00e9tique pour le traitement et la r\u00e9utilisation. L'eau concentr\u00e9e est combin\u00e9e avec la m\u00e8re m\u00e8re synth\u00e9tique pour le traitement. Un tiers de la m\u00e8re m\u00e8re vieillie retourne \u00e0 la section de m\u00e9lange acide phosphorique-ammoniaque pour la r\u00e9utilisation de l'acide phosphorique. Deux tiers de la m\u00e8re m\u00e8re vieillie et de l'eau de lavage de conversion sont filtr\u00e9s et subissent une osmose inverse secondaire, l'eau douce \u00e9tant utilis\u00e9e comme eau de lavage pour la r\u00e9utilisation. L'eau concentr\u00e9e est combin\u00e9e avec la m\u00e8re m\u00e8re de conversion pour le traitement.<\/p>\n\n\n\n

poudre \u00e9pique<\/h2>\n\n\n\n
\"POUDRE
POUDRE \u00c9PIQUE<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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