利用轉(zhuǎn)爐污泥中有價(jià)元素制備鋰離子電池正極材料多元摻雜LiFePO4.pdf

1、采用碳熱還原方法，選擇性地同時(shí)回收轉(zhuǎn)爐污泥中的 Fe和多種有價(jià)金屬，作為制備鋰離子電池正極材料——多元摻雜磷酸鐵鋰的原料，詳細(xì)探討了制備過程中的相關(guān)因素、控制方法對產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響。區(qū)別于目前的其他研究工作，本方法的突出特點(diǎn)是：制備多元摻雜LiFePO4所需要的鐵源和多種摻雜源均來自工業(yè)固體廢棄物——轉(zhuǎn)爐污泥。此法利用轉(zhuǎn)爐污泥的資源特性來實(shí)現(xiàn)其高附加值利用，并為鋰離子電池正極材料的制備提供了廉價(jià)的原材料，對資源循環(huán)和環(huán)境保護(hù)

2、具有重要意義。
　　實(shí)驗(yàn)采用碳熱還原法和分級球磨磁選來回收轉(zhuǎn)爐污泥中的有價(jià)元素，得出最佳實(shí)驗(yàn)條件為轉(zhuǎn)爐污泥和焦炭粉充分混合于1350℃下保溫2h。在此工藝參數(shù)下，目標(biāo)相中鐵的回收率和摻雜元素總和分別為92％和1.788%，且此時(shí)產(chǎn)物易磨，節(jié)省能量。得到的富鐵礦經(jīng)粉磨、球磨、磁選獲得微合金化鐵粉，其成分以 Fe為主，其他過渡金屬元素M n、V、C r、Ti適量且分布均勻。將微合金化鐵粉于井式中溫爐中700℃下保溫5h后制得鐵基復(fù)合氧

3、化物，以之作為制備多元摻雜LiFePO4的前驅(qū)體。采用固相燒結(jié)法于700℃×8h合成多元摻雜LiFePO4，發(fā)現(xiàn)用1350℃×2h和1350℃×3h碳熱還原得到的前驅(qū)體制備的多元摻雜 LiFePO4的微觀形貌呈現(xiàn)球狀或類球狀顆粒，XRD結(jié)果也顯示產(chǎn)物結(jié)晶完整，未見雜質(zhì)峰。經(jīng)測試，用這兩個(gè) LiFePO4試樣制備的電池，在0.1C首次放電容量分別為154mAh/g和149mAh/g，且30次循環(huán)的容量保持率分別為90.2%和91.0%，顯