项目名称：利用钛白副产亚铁生产锂电池用磷酸铁及磷酸铁锂技术中试
项目单位：山东鲁北企业集团总公司
该项目采用专利技术新工艺，以钛白副产硫酸亚铁代替传统的铁红，用工业磷酸替代草酸，实现电池级磷酸铁和磷酸铁锂的稳定生产，开创我国锂电正极材料前驱体生产新工艺，为锂电材料降低成本奠定了基础。
项目背景
锂离子电池在传统 3C应用领域、纯电动汽车及混合电动汽车领域、在分布式发电及微网型储能领域，在传统铅酸电池的所有应用领域，有着广阔的前景和市场增长点。近年来，新能源的不断开发是人类社会可持续发展的重要基础，随着科技的进步，人们对可移动能源的需求愈来愈强烈，特别是对纯电动交通工具的要求随石油及环境危机的加剧而不断加强。随着锂离子电池应用持续升温，其产业仍呈现高速增长的态势。国家发改委最新发布的《产业结构调整指导目录》，把锂离子电池等高技术绿色电池的制造作为高新技术产业放在了优先发展的位置。磷酸铁锂，三元材料等锂离子电池材料产业化的实施可极大地促进我国锂离子电池产业的发展，并可获得较大的经济效益。
项目介绍
本项目利用钛白粉副产的硫酸亚铁和磷化工上的工业磷酸为原料，生产磷酸铁联产磷酸铁锂，产生的高盐浓水进入盐场综合利用，精制滤渣回用于制硫酸联产水泥，不燃煤无含硫废气生成，属于环境友好型、循环经济型高新技术。
利用这种新型工艺，不仅可使锂离子电池正极材料磷酸铁锂的成本比传统路线降低至少25%，还可以大量消化钛白粉副产固废为原料，其来源稳定可靠，磷酸铁锂产品质量一致性优于传统工艺。
项目主要技术
本项目在中试进程中，不断研发丰富和提升各个工艺环节，最新发明了“一种钛白固废生产电池级正磷酸铁的方法”(专利申请号201810618314.6)在内的数十项技术成果，其中申报专利的14项，已受理发明专利10项。采用自主研发的“一种钛白固废生产电池级正磷酸铁的方法”和“产学研”联合引进的“一种高倍率的磷酸铁锂/碳正极材料的制备方法”发明专利技术，实现了以钛白副产硫酸亚铁替代传统的铁红，用工业磷酸替代草酸，实现电池级磷酸铁和磷酸铁锂产业化装置的稳定生产。
本技术采用钛白粉厂副产的硫酸亚铁为原料，鲁北集团25万吨/年金红石型钛白粉厂产品稳定，原料和中控环节的稳定必然带来硫酸亚铁的品质稳定，采用本技术的生产工艺解决了传统的氨法工艺中使用磷酸二氢铵为原料，产生大量氨气污染环境的问题。
本项目采用两步均相沉淀法关键技术，合成电池级磷酸铁，并与鲁北集团海水梯级综合利用循环经济产业链有机结合，将装置系统产生的硫酸钠高盐浓水进入盐场提溴制盐，源头解决了磷酸铁生产上的废水排放问题，相比同行业其他工艺要把高盐浓水浓缩成为元明粉，每吨可节省成本750元左右。
运用“智能工厂+智慧控制”新模式，实现规模化生产状态下的精准集控，为产品稳定起到了保障作用。
目前氨法合成磷酸铁工艺占据行业主流，吨产品水耗为150m3以上,而采用本技术后，吨产品水耗可以降至10m3左右，既节省了水资源，又降低了成本。与国外产品相比，磷酸铁锂的生产成本降低20%以上。
推广和效益
未来两大因素将助推锂电产业的快速发展，一是全球燃油车禁售引发的新能源汽车的快速发展，二是储能产业的快速发展也将拉动锂电产业的增量。新能源汽车是锂离子电池最主要的应用，在新能源汽车市场的带动下，中国汽车动力电池出货量快速增长，2020年国内动力电池需求量达到122.0GWh。对全球市场而言，在新能源汽车的带动下，2020年汽车动力电池的出货量达到166.1GWh，并将持续保持高速的增长趋势。随着5G技术的快速推进，铁塔储能电源的旺盛需求和电网侧储能电站的方兴未艾，都将拉动磷酸铁锂电池的旺盛需求。
