碳酸亚铁的应用

背景及概述^[1]

碳酸亚铁自然界中亦称“菱铁矿”，微溶于水，溶于二氧化碳的水溶液，生成Fe(HCO3)2。其溶液暴露在空气中时，逸出过量二氧化碳，析出的FeCO3迅速水解、氧化，转变为FeO(OH)沉淀。强热分解生成二氧化碳和氧化亚铁，实验室中，隔绝空气，往亚铁盐溶液中加入碱金属碳酸盐溶液可得，产物接触空气迅速变暗，最终变成棕色FeO(OH)。碳酸亚铁可用作阻燃剂、动物饲料铁添加剂。

应用^[2-3]

碳酸亚铁可用作阻燃剂、动物饲料铁添加剂。其应用举例如下：

1)制备一种用于锂离子电池负极材料的碳酸亚铁/石墨烯复合材料，

其包括，步骤一：将石墨烯材料、水溶性亚铁盐、尿素与水形成悬浮液；其中，所述石墨烯材料与所述水溶性亚铁盐的质量比为0.02~0.2∶1；所述尿素与所述水溶性亚铁盐的物质的量浓度之比为20~100∶1；步骤二：将所述悬浮液置入反应釜中，控制温度为100~180℃进行水热反应4~12h，获得碳酸亚铁/石墨烯复合材料。本发明还提供这种碳酸亚铁/石墨烯复合材料为负极材料制备的锂离子电池。本发明采用低温水热合成碳酸亚铁/石墨烯负极材料，比容量高、循环性好，应用于锂离子电池负极材料具有很好的发展前景。

2)制备一种亚微米磷酸铁锂正极材料，属于锂离子电池正极材料技术领域。

包括碳酸亚铁浆料制备：向硫酸亚铁溶液加入抗氧化剂、碳酸盐生产碳酸亚铁沉淀，经过滤、洗涤得到碳酸亚铁滤饼，加水搅拌调制成碳酸亚铁浆料；磷酸铁锂前驱体合成：将磷酸二氢锂溶液和碳酸亚铁浆料泵入对撞流混合反应器中生成磷酸铁锂前驱体料浆，料浆经陈化、脱水浓缩得到浓浆；磷酸铁锂正极材料制备：向浓浆中加入可溶性有机物、碳纳米管以及分散剂，经循环分散、喷雾干燥、煅烧、冷却、粉碎后得到含碳磷酸铁锂正极材料。本发明采用对撞流混合反应器合成磷酸铁锂前驱体，产品粒度达到亚微米级，有效缩短反应时间；且原料利用率高，成本低，产品导电性能好。

制备^[1]

方法1：用硫酸法生产钛白粉所得废酸生产碳酸亚铁和硫酸钠的方法，该方法包括如下具体步骤：

步骤A:将硫酸法生产钛白粉所得废酸与过量氢氧化亚铁溶液混合，使硫酸与氢氧化亚铁反应，生成硫酸亚铁；过滤反应液，得到主要含硫酸亚铁的滤液，含少量未反应的氢氧化亚铁和不溶性杂质的滤渣，滤渣深埋或经其他的工艺处理；

步骤B:向步骤A所得的主要含硫酸亚铁的滤液中加入过量的碳酸钠，搅拌下反应，生成碳酸亚铁和硫酸钠，过滤反应液，分离碳酸亚铁沉淀和硫酸钠溶液；该步骤中，少量未反应的碳酸钠也在硫酸钠溶液中；

步骤C：将步骤B所得碳酸亚铁沉淀经洗涤、干燥和粉碎，得到碳酸亚铁产品。

方法2：通过废液生产碳酸亚铁和硝酸钠的工艺，该方法包括如下具体步骤：

步骤A：将硝酸法生产钛白粉所得废酸与过量氢氧化铁溶液混合，使硝酸与氢氧化铁反应，生成硝酸亚铁；过滤反应液，得到主要含硝酸亚铁的滤液，含少量未反应的氢氧化铁和不溶性杂质的滤渣，滤渣深埋或经其他的工艺处理；

步骤B：向步骤A所得的主要含硝酸亚铁的滤液中加入过量的碳酸钠，搅拌下反应，生成碳酸亚铁和硝酸钠，过滤反应液，分离碳酸亚铁沉淀和硝酸钠溶液；该步骤中，少量未反应的碳酸钠也在硝酸钠溶液中；

步骤C：将步骤B所得碳酸亚铁沉淀经洗涤、干燥和粉碎，得到碳酸亚铁产品。

主要参考资料

[1] 化合物词典

[2] CN201410074818.8碳酸亚铁/石墨烯复合材料及其制备方法和应用

[3] CN201711187150.8一种亚微米磷酸铁锂正极材料的制备方法

[4] CN201010615446.7用硫酸法生产钛白粉所得废酸生产碳酸亚铁和硫酸钠的方法

[5] CN201711074311.2通过废液生产碳酸亚铁和硝酸钠的工艺