铁法磷酸铁工艺流程
铁法磷酸铁工艺是一种通过铁与磷酸反应制备磷酸铁的方法，广泛应用于钢铁和电池制造等领域。其原理是铁作为还原剂被氧化为亚铁离子，磷酸作为氧化剂被还原为磷酸根离子，最终生成磷酸铁。工艺流程包括原料准备、反应、分离纯化、干燥包装等步骤，产物可用于防腐涂层、电池正极材料等。
一、生产工艺流程图
二、工艺原理
（1）铁法磷酸铁生成原理：
第一步：磷酸与铁进行反应得到磷酸二氢铁，反应方程式如下：反应方程式：Fe+2H3PO4=Fe(H2PO4)2+H2 ↑
第二步：磷酸二氢铁与双氧水反应得到二水磷酸铁，反应方程式：2Fe(H2PO4)2+H2O2+2H2O=2FePO4·2H2O+2H3PO4
第三步：将二水磷酸铁进行烘干焙烧，去掉结晶水到得无水磷酸铁，反应方程式如下：FePO4·2H2O=FePO4+2H2O
（2）软水制备原理：
反渗透膜技术通过对水施加压力，使水分子和离子态矿物质通过膜，而大部分无机盐、有机物、细菌和病毒被截留，从而分离出纯净水和浓缩水。
（3）氨水酸碱中和：
第二道 RO 膜前处理需进行酸碱中和，反应方程式如下：2NH3 ·H2O + H3PO4 = (NH4)2HPO4 + 2H2O
三、生产工艺流程
（1）铁法磷酸铁生产原理工艺流程叙述：
A.酸解工段
将纯铁称重后投入酸解反应槽，通入氮气保护，加入净化磷酸并搅拌。用蒸汽升温至60⁓90℃，反应6-12小时。反应完成后，反应液送至转化工段，产生的氢气通过管道引至楼顶排放。
B.转化工段
将酸解反应液泵入压滤机过滤，去除不溶性杂质后暂存于缓冲槽。外购的双氧水（27.5%）由卸车泵送至储罐备用。将酸解液泵入转化反应槽并搅拌，缓慢加入双氧水，控制加入速度在1-3小时内完成。
向反应槽中缓慢加入聚乙二醇分散剂，保持温度在常温⁓50℃，继续反应1-3小时。完成后，将反应液导入结晶槽，加入表面活性剂和洗涤液，搅拌并保持温度在50-90℃，结晶反应5-8小时。
C. 过滤烘干工段
过滤分离：将结晶料浆泵入压滤机分离，母液（稀磷酸）暂存后送回磷酸车间。滤饼进入再浆槽，加水再浆后泵入下一级压滤机。经过5次洗涤后，滤饼由皮带机送去干燥，洗涤液送至水处理工序。
水处理工序中，洗涤液经RO膜净化，得到清水和浓水，浓水返回磷酸车间，清水经氨水中和后再次RO净化，返回过滤工序用于滤饼洗涤。
D. 闪蒸烘干
来自最后一级压滤机的二水磷酸铁进入闪蒸料仓，由螺旋输送机送入闪蒸干燥机。外界空气经过滤净化后，由热风炉加热至300-450℃，通过鼓风机送入干燥室。物料与热空气充分接触并干燥，干燥后的二水磷酸铁随热风进入重力+布袋收尘器收集，暂存于料仓，尾气经引风机排空。烘干机排风温度为100-120℃，滤饼进料水分30%（游离水），出料水分小于2%（游离水）。
E. 焙烧
物料通过炉头喂料器进入炉筒，采用天然气热源，通过自动控制系统调节燃烧器火焰控制炉膛温度，进行间接焙烧。炉筒略倾斜，物料在转动中向前移动并焙烧，焙烧后从出料端进入冷却机。在冷却机内，物料与循环冷却水换热，降温至60-80℃，随后送入下一工序。焙烧窑内物料温度控制在500-700℃，出口物料水分为0.1-0.3%。（利用余热进行生产作业）。
F. 包装工序
冷却后的粉状物料进入破碎机（机械磨）进行破碎，然后输送至成品料仓，经计量包装后 码垛入库。
（2）纯水制备工作流程：
预处理：预处理需去除影响反渗透膜的杂质，如大颗粒物质、余氯及钙镁离子。为此，设计精密过滤器、活性炭吸附过滤器和软化树脂，分别去除大颗粒、余氯和钙镁离子，以达到最佳预处理效果。
反渗透：反渗透通过高压泵对高浓度溶液施加高于渗透压的压力，迫使水分子通过半透膜到低浓度一侧。它能去除90%-99%的污染物，包括无机离子，因其高效的纯化能力，成为水纯化系统中非常有效的技术。
（3）氨水酸碱中和：
经第一道RO膜过滤后，加入氨水进行酸碱中和至中性，再通过第二道RO膜处理。
四、主要原辅料
99.9%高纯铁；25%-30%磷酸；85%磷酸；27.5%双氧水；20%氨水；表面活性剂。
五、生产工艺废气
（1）铁法磷酸铁生产原理工艺流程叙述：
磷酸铁生产中，85%磷酸从罐区抽至调节釜稀释至30%，随后进入酸解釜，用低压蒸汽维持温度。磷酸不易挥发，硫酸根和氟离子与金属离子形成稳定的硫酸盐和氟化盐。加热反应主要产生蒸汽和氢气，硫酸在290℃分解为水和三氧化硫，无硫酸雾生成。氟离子形成稳定氟化盐，反应过程不产生酸性气体，废气含氢气、水蒸气和氮气。每车间每天生产4批次，使用85%磷酸加10%母液调节至30%，每批次反应8小时，酸解过程水蒸发约10%，废气通过管道排放。
（2）转换结晶废气：
生产水在结晶转换为敞开式作业，由于酸解反应釜大量酸与铁发生反应，经过过滤后， 溶液中的基本呈现稳定状态，该工序主要废气主要为水蒸气。
（3）闪蒸干燥焙烧废气及焙烧炉燃烧废气：
闪蒸干燥过程采用天然气燃烧间接加热物料，干燥废气与物料不直接接触。干燥后的废气经布袋除尘器处理后，与天然气燃烧废气通过15m排气筒排放。采用低氮燃烧技术，废气中含颗粒物、二氧化硫、氮氧化物及水蒸气。天然气硫含量按《威尼斯人app》一类气标准，为20mg/m³。
（4）焙烧干燥废气：
闪蒸干燥后的物料通过焙烧炉间接加热，将含水率从20%降至0.3%以下。焙烧过程中产生粉尘，颗粒物产污系数为1.8千克/吨-产品。粉尘经风机引入脉冲布袋除尘器（收集效率99%以上）处理，单台炉尾气处理风量为6000m³/h，初始粉尘浓度为1041.67mg/m³。经布袋除尘器处理后，粉尘排放量为0.9t/a（0.13kg/h），排放浓度降至5.42mg/m³。
（5）破碎包装废气
烘干后物料经机械磨破碎，破碎后物料下落至出料布袋，产生粉尘。粉尘通过脉冲布袋除尘器收集处理，每套破碎系统配备6000m³/h风机。破碎废气粉尘为无组织排放，收集后下料包装。
六、生产废水
主要为生产工艺排水、设备冲洗水、地坪冲洗水、纯水制备浓水、初期雨水、锅炉排水、循环水排水、实验室排水。
（1）生产工艺排水
根据物料平衡，生产过程中产生的母液和第二道膜处理浓水进入母液储罐，用于调配磷酸溶液，清水用于净化磷酸车间生产，不外排。压滤水纯水制备产生的浓水（含自来水和第一道膜清水）进入预处理池，其COD、BOD5与自来水相近，总磷浓度为219mg/L。预处理池通过酸碱中和（碳酸钙）和混凝沉淀去除部分总磷及SS。
（2）设备清洗废水
每季度清洗设备外部一次，每次用水16t，年清洗4次，总用水量64t/a，废水产生量按80%计，为51.2t/a。冲洗水经预处理后用于选矿及磷酸车间生产。厂区设预处理池，处理设备及地坪冲洗水。
冲洗水使用自来水，COD、BOD5与自来水相近，主要含PO₄、SO₄、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、F⁻等，pH较高。磷酸残留量按当天使用原料的十万分之一计算。
（3）地面冲洗水
地面冲洗水按每㎡每次3L计算，每季度冲洗一次，每年4次。废水中含SS（500mg/L）、COD（200mg/L）、TP（2mg/L）、氨氮（5mg/L）、BOD5（80%）及磷酸铁等。地坪冲洗水与设备冲洗水混合后进入预处理池，经酸碱中和+混凝沉淀处理后，用于选矿车间及磷酸车间生产用水。
七、生产固废
（1） 过滤不溶物
需要进行酸解反应，后进行过滤，过滤方式采用精密微孔过滤器，过滤物质主要 为铁中不反应物 13.91t/a ，主要含C、Si、Mn、S、Cr、Ni 、Cu 、Ti 等，外售处置。
（2）水处理工序过滤杂质
压滤水处理工序RO膜压滤产生部分杂质，杂质主要来着打浆压滤后的杂质2t/a，主 要含主要含C、Si、Mn、S、Cr、Ni、Cu、Ti等外售处理。
（3）布袋除尘器收集粉尘
该工段布袋除尘器收集粉尘 ，回用生产。
（4）母液及磷酸罐中沉淀物
母液及磷酸罐中产生的沉淀物主要为一些杂质，作为危废处置，定期交由有资质单位处理。
文本文章转发自公众号：锂电材料工艺
