磷酸鐵鋰 離心分離機(jī)--新能源電池生產(chǎn)固液分離專用離心機(jī)

鋰鹽離心機(jī)主要由轉(zhuǎn)鼓和帶空心轉(zhuǎn)軸的卸料螺旋輸送器組成。運(yùn)行時(shí)通過(guò)回轉(zhuǎn)體一轉(zhuǎn)鼓和卸料螺旋的高速旋轉(zhuǎn)，使離心機(jī)內(nèi)的固液混合物隨之高速旋轉(zhuǎn)，并產(chǎn)生較高的離心力而形成液環(huán)。在此高的離心力作用下，加速固液混合物的沉降與分離。其中，比重較重的固體顆粒沉降在液環(huán)層的外圈，即沿轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)壁形成泥環(huán)層。轉(zhuǎn)鼓與卸料螺旋旋轉(zhuǎn)方向相同，但兩者存在著一定的轉(zhuǎn)速差，由此卸料螺旋將分離出的干泥推出回轉(zhuǎn)體，濾液則通過(guò)堰池口導(dǎo)出回轉(zhuǎn)體而排出機(jī)外。離心機(jī)進(jìn)料、分離、排出濾液和干泥的工作過(guò)程是連續(xù)不間斷的，且在全封閉 環(huán)境下進(jìn)行，污泥、濾液及臭氣均不會(huì)從機(jī)內(nèi)溢出。

磷酸鐵鋰為是鋰電池的正極材料， 目前我國(guó)多數(shù)是人工合成的制備方法。用濕法和成的制備方法中，合成后的磷酸鐵里過(guò)濾分離是比較重要的一步。 磷酸鐵鋰過(guò)濾分離的好壞不單單只是決定了磷酸鐵鋰的純度（電化學(xué)性能）而最終影響電池的效率和壽命， 而且他也直接影響了生產(chǎn)力磷酸鐵鋰的成本的高低。 今天我們就來(lái)說(shuō)說(shuō)磷酸鐵鋰制備過(guò)程中的過(guò)濾分離的工藝要點(diǎn)以及注意事項(xiàng)。

作為市面上鋰離子電池原材料的主力軍，相比其他的鋰材的

電池正極原材料，磷酸鐵鋰不單單造價(jià)親民，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，壽命和安全性都有保障，而且回收的技術(shù)和成本上都比較有優(yōu)勢(shì)。 這也是我們國(guó)家電力車(chē)普遍采用磷酸鐵鋰為正極材料的原因之一。但是磷酸鐵鋰作為電池正極也有他的局限性：電壓平臺(tái)和電容量。 磷酸鐵鋰鋰電池電壓平臺(tái)一般在3.2到3.6V之間，相比起現(xiàn)在比較熱門(mén)的三元鋰電池 4.5V要低很多。而電容量雖然沒(méi)有電壓那么大的差別，卻也稍微低一點(diǎn)，一般在120-130mAH/g左右，相比之下三元里電池的電容則在140-150mAH/g之間。

目前磷酸鐵鋰的來(lái)源主要分為2個(gè)部分，一個(gè)是天然的磷鐵礦鋰礦石，但是其中磷酸鐵鋰的含量不高，并且由于雜質(zhì)的影響其電化學(xué)性能也一般。另外一種來(lái)源就是人工合成的磷酸鐵鋰材料。人工合成的方法根據(jù)反應(yīng)介質(zhì)可以分為固相合成和液相合成兩種。固相法因所需的高溫和需要在高純度惰性氣體的反應(yīng)環(huán)境，導(dǎo)致和成成本過(guò)高。目前有的固相發(fā)有高溫固相合成法、碳熱還原法、機(jī)械化學(xué)法、微波燒結(jié)法。而液相法雖然也需要高溫（煅燒），但其溫度和時(shí)長(zhǎng)都要低很多，所以成本要較固相法低很多。液相法比較盛行的一般有：水熱合成法、溶膠-凝膠法以及共沉淀法等。

在濕法和成過(guò)程中， 無(wú)論是收集磷酸鐵鋰產(chǎn)物，亦或是水洗因反應(yīng)而附著在磷酸鐵鋰表面的其他導(dǎo)電粒子， 亦或是將磷酸鐵鋰反應(yīng)混合液除雜都需要將磷酸鐵鋰的原漿進(jìn)行過(guò)濾分離。根據(jù)工藝的不同選擇，磷酸鐵鋰的最終產(chǎn)物的粒徑都是比較細(xì)小的，一般在10微米到亞微米級(jí)0.01維米（100納米）甚至更細(xì)。雖然理論上是磷酸鐵鋰顆粒越小，性能就越高，但是這給磷酸鐵里過(guò)濾分離帶來(lái)了一定的難度。另外，液相法所制備的磷酸鐵鋰分離一般粒徑跨度比較小，粒徑比較均勻，這一點(diǎn)是比較適合將磷酸鐵鋰采用離心過(guò)濾的方式收集或者洗滌的。

傳統(tǒng)的濕法工藝?yán)?，收集或者洗滌磷酸鐵鋰的方法一般采用的是板式壓濾的方式。這種方法的有點(diǎn)在于使用壓力過(guò)濾的方式，可將物體含水率將至35-40%左右，在洗滌的工藝中降低了后續(xù)洗滌的用水或溶劑的計(jì)量。但板式壓濾的缺點(diǎn)同樣明顯，它的效率比較低，設(shè)備清洗用水量大，而且濾餅層的含水率不一。 濾餅層含水率不一，就容易造成后段磷酸鐵鋰洗滌工藝中需要注意混合的效果以及效率。還有，利用板式壓濾增加了耗材成本（濾布），對(duì)于量比較大的廠家是一筆不小的開(kāi)支。而且當(dāng)磷酸鐵鋰的顆粒直徑小于1微米時(shí)，過(guò)濾的濾布將會(huì)要用到上萬(wàn)目的過(guò)濾濾袋，這也會(huì)嚴(yán)重影響過(guò)濾的效率。

用離心的方式處理磷酸鐵鋰一般分為兩種，沉降離心分離和過(guò)濾離心分離。

如果磷酸鐵鋰的顆粒直徑是亞微米級(jí)的話，采用沉降離心分離的方式將磷酸鐵里過(guò)濾分離不經(jīng)有效的提高了產(chǎn)量（因?yàn)殡x心過(guò)濾式連續(xù)式的，相比之下板式壓濾是間歇性的），而且離心分離法可以將收集的磷酸鐵鋰產(chǎn)物的含水率做到非常均勻，所以對(duì)后段洗滌的工藝是一個(gè)比較大的優(yōu)勢(shì)。而且采用離心分離的方法而不是過(guò)濾的方式?jīng)]有過(guò)濾的耗材，所以這一塊也是一個(gè)優(yōu)勢(shì)。

采用離心分離的方法，是將含有磷酸鐵鋰粉末的原漿，經(jīng)管道輸送至離心機(jī)，通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓，在高離心力的作用下，將不同密度的固體和液體分開(kāi)，實(shí)現(xiàn)磷酸鐵鋰粉末和母液的液體固液分離的效果。不過(guò)用離心分離的方式來(lái)處理磷酸鐵里過(guò)濾分離也是有一定的局限性的， 他最大的局限性就是，因?yàn)殡x心分離是不采用任何壓力的形式，所以在得到磷酸鐵鋰的成品的含水率上會(huì)比板式壓濾較低，一般在45-60%之間。

如果是相對(duì)比較大的磷酸鐵鋰顆粒（微米級(jí)的），那么也可以采用過(guò)濾離心分離，原理上也是借助于濾網(wǎng)將磷酸鐵鋰的粉末截留，達(dá)到固液分離的效果。一般這樣的磷酸鐵鋰產(chǎn)量不高，用過(guò)濾離心的方式比較適合。 因?yàn)橄啾劝迨綁簽V，過(guò)濾離心的方式無(wú)論是在能耗，占地面積上都有比較明顯的優(yōu)勢(shì)，而固體粉末的含水率也可以做到非常接近。

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