用钛白副产硫酸亚铁制备纯磷酸铁及其表征恒1，易均辉2，龚福忠2阮(1.广西化工研究院，广西南宁530001；2.广西大学化学化工学院，广西南宁530004)摘要：以钛白粉生产过程中的副产物绿矾（硫酸亚铁）为原料，通过净化除杂，用双氧水为氧化剂，再加入磷酸、表面活性剂，制备了超细磷酸铁。用X射线衍射分析（XRD）、差热-热重分析（TGA-DTA）、X射线光电子能谱分析（XPS）、扫描电镜（SEM）和粒度分布测量等研究了样品的物相结构、表面形貌和粒径分布。结果表明，采用该反应条件有利于控制产物的形貌和粒径，且其产品纯度高。关键词：绿矾；磷酸铁；物相结构；表面形貌；表面活性剂：TQ126.3文献标识码：A：1671-9905(2012)06-0010-03磷酸铁可作为无毒防锈颜料、催化剂和陶瓷釉面涂料[1~3]。近年来，在电池领域，磷酸铁作为电池材料如磷酸铁锂材料的原料被广泛研究和应用[4~6]。磷酸铁可由铁盐和磷酸盐在高温下反应生成，也可由亚铁盐和磷酸盐在氧化剂作用下反应而得。常用的亚铁盐是硫酸亚铁。目前我国的钛白粉生产中，每生产1t钛白粉就产生约3.5~4t副产物绿矾（七水硫酸亚铁，分子式FeSO4·7H2O），这些副产物一部分用于饲料添加剂、净水剂、农肥，一部分用于生产氧化铁颜料(如铁红、铁黄、铁蓝、铁黑)等，但仍有很大一部分无法得到有效利用。本文以钛白生产副产物硫酸亚铁为原料，先进行净化除杂，然后加入磷酸和双氧水进行反应，得到了超细纯磷酸铁粉体，再以自制磷酸铁为原料，制备了锂电池正电极材料磷酸铁锂，用X射线衍射（XRD）、差热-热重分析（TGA-DTA）、XPS扫描电镜（SEM）和粒度分布测量仪研究了磷酸铁样品的物相结构、颗粒形貌及其粒径分布，为钛白生产副产物硫酸亚铁的利用开辟了新的途径。微镜；SY2200型超声波分散器。1.2磷酸铁的制备1.2.1钛白副产硫酸亚铁的净化取一定量的钛白副产硫酸亚铁溶于水中过滤，除去其中的不溶物，再加入一定量的硫化钠溶液，使杂质重金属离子生成沉淀，过滤除去沉淀物，得到净化硫酸亚铁溶液。1.2.2磷酸铁的制备在净化后的硫酸亚铁溶液中加入磷酸，使其中铁和磷的摩尔比为1∶1.1，用氨水调节pH值为2~2.5，再加入非离子表面活性剂OP-10，在搅拌下滴加双氧水，在70~75℃范围内反应，有白色沉淀生成，继续反应一段时间后将反应液过滤，洗涤，所得固体置于105℃烘箱中干燥得产物磷酸铁。22.1磷酸铁产物的表征红外光谱表征图1是产物磷酸铁未煅烧（在105℃烘干）和在600℃煅烧后的红外光谱。由图可知，煅烧前和煅烧后的磷酸铁有4个相同的吸收峰：987.32cm-1处的强吸收峰归属为PO4四面体中P-O非对称伸1实验部分1.1主要试剂与仪器原料：钛白副产硫酸亚铁（工业级），磷酸（分析动吸收峰，781.42cm-1中强吸收带归属为PO四面4体中的P-O对称伸缩振动，576.89cm的强吸收带归属为PO4四面体中P-O的弯曲振动峰吸收峰未煅烧的磷酸铁在3384.59cm-1和1635.08cm-1多2个强吸收峰，分别为在磷酸铁表面吸附的水和OP-10的-OH的伸缩振动和弯曲振动吸收峰，经600℃煅烧后，磷酸铁表面吸附的水被脱去，吸附纯），双氧水（分析纯），硫化钠（分析纯），氨水（分析纯），十二烷基酚聚氧乙烯醚OP-10（化学纯）。仪器：Nexus470型红外光谱用傅立叶变换红外光谱仪；Rigaku/Dmax-2500型X射线粉末衍射仪STA409PC型综合热分析仪；X射线光电子能谱仪收稿日期：2012-04-05---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---第6期阮恒等：用钛白副产硫酸亚铁制备纯磷酸铁及其表征11氧化分解完全，故煅烧后的磷酸铁中3384.59cm-1和1635.08cm-1处的强吸收峰消失。制备的FePO的XRD谱线，C为经净化除杂后的4FeSO所制备的FePO的XRD谱线。44图1磷酸铁产品的红外光谱图Fig.1TheIRspectragraphofFePO4图2是采用综合热分析仪对产物磷酸铁进行热重—差热分析所得的图谱。从图可看到，磷酸铁在100℃左右有约5%的失重，说明有一定量的吸附水；在160℃有一吸热峰，失重约15%，在530℃左右也有吸热峰，失重约28%，560℃左右有一个放热峰，失重达最大值30.76%。减去吸附水的失重值（4%）后，最大失重值为26.76%，与三水磷酸铁的结晶水质量百分数理论值26.34%基本相符，说...