[发明专利]一种红土镍矿制取二水磷酸铁和三元正极材料的方法

权利要求书

1.红土镍矿制取二水磷酸铁和三元正极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)将红土镍矿和硝酸溶液混合进行酸浸处理，经固液分离后得到浸出渣和浸出液；将所述浸出液和磷酸溶液于加热条件下混合，经固液分离后得到二水磷酸铁和一级滤液；

(b)将所述一级滤液和碱性调节剂混合以沉淀所述一级滤液中的铁元素、铬元素和铝元素，固液分离得到二级滤液，将所述二级滤液与氟化铵混合以沉淀钙元素和镁元素，固液分离后得到镍钴锰混合溶液；将所述镍钴锰混合溶液与可溶性镍盐、可溶性钴盐、可溶性锰盐和可溶性锂盐混合，再进行裂解和烧结，得到三元正极材料。

2.根据权利要求1所述的红土镍矿制取二水磷酸铁和三元正极材料的方法，其特征在于，包含以下特征(1)～(2)中的至少一种：

(1)所述红土镍矿包括褐铁矿、过渡矿和腐泥矿中的至少一种；

(2)所述红土镍矿的粒径小于2mm。

3.根据权利要求1所述的红土镍矿制取二水磷酸铁和三元正极材料的方法，其特征在于，包含以下特征(1)～(2)中的至少一种：

(1)所述硝酸溶液中的硝酸和所述红土镍矿的质量比为(1.4～2.0):1；

(2)所述红土镍矿和所述硝酸溶液的混合物中，红土镍矿的质量含量为20％～30％；所述硝酸溶液中，硝酸的质量含量为10％～90％。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的红土镍矿制取二水磷酸铁和三元正极材料的方法，其特征在于，所述酸浸处理的温度为80～110℃，所述酸浸处理的时间为2～6h。

5.根据权利要求1所述的红土镍矿制取二水磷酸铁和三元正极材料的方法，其特征在于，包含以下特征(1)～(4)中的至少一种：

(1)所述浸出液和所述磷酸溶液的混合液中，磷酸与铁元素的摩尔比为1:1；

(2)所述磷酸溶液中，磷酸的质量含量为80％～88％；

(3)所述于加热条件下混合的加热温度为50～90℃，加热时间为4～8h；

(4)将所述浸出液和磷酸溶液于加热条件下混合至沉淀物的D50粒径为3～5μm时，停止反应。

6.根据权利要求1或5所述的红土镍矿制取二水磷酸铁和三元正极材料的方法，其特征在于，包含以下特征(1)或(2)中的一种：

(1)将步骤(a)中的所述一级滤液进行减压蒸馏，收集硝酸和水的共沸物，并回用至所述酸浸处理；减压蒸馏后的剩余液体进行步骤(b)的操作；

(2)将步骤(a)中的所述一级滤液与硝酸溶液混合，再进行酸浸处理；重复步骤(a)1～3次，对最后一次得到的滤液进行减压蒸馏，收集硝酸和水的共沸物；减压蒸馏后的剩余液体进行步骤(b)的操作；每次酸浸处理得到的滤液和硝酸溶液按照体积比为1:(0.9～1.1)进行混合，硝酸溶液中的硝酸的质量含量为65％～70％。

7.根据权利要求1所述的红土镍矿制取二水磷酸铁和三元正极材料的方法，其特征在于，所述沉淀所述一级滤液中的铁元素、铬元素和铝元素，具体包括：向所述一级滤液中加入所述碱性调节剂，使混合溶液的pH值逐步升至5.0。

8.根据权利要求1或7所述的红土镍矿制取二水磷酸铁和三元正极材料的方法，其特征在于，包含以下特征(1)～(2)中的至少一种：

(1)所述一级滤液和碱性调节剂混合的温度为50～90℃，时间为1.5～2.5h；

(2)所述碱性调节剂包括碳酸锂、碳酸氢铵、碳酸铵和氨水中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的红土镍矿制取二水磷酸铁和三元正极材料的方法，其特征在于，所述镍钴锰混合溶液与可溶性镍盐、可溶性钴盐、可溶性锰盐和可溶性锂盐混合的混合物中，锂元素、镍元素、钴元素和锰元素的摩尔比为1.05：(0.5～0.8)：(0.1～0.2)：(0.1～0.3)。

10.根据权利要求1或9所述的红土镍矿制取二水磷酸铁和三元正极材料的方法，其特征在于，包含以下特征(1)～(3)中的至少一种：

(1)所述裂解的温度为500～700℃；

(2)所述裂解产生的废气用于制备硝酸，并回用于所述酸浸处理；

(3)所述烧结的温度为860～980℃，所述烧结的时间为12～24h。