磷酸铁闪蒸回转窑烧结850℃
闪蒸干燥 (Flash Drying)
作用与原理
作用:快速脱除磷酸铁滤饼中的物理吸附水和部分毛细管水。它是一个物理脱水过程,目的是将湿滤饼变成干燥的、可流动的粉末,为后续烧结做准备。原理:工作原理:利用高温高速的热气流(通常为200-400℃)与湿物料瞬间(几秒钟内)充分混合。传质传热:巨大的表面积和高的温差使得水分被迅速蒸发并随气流带走。输出:得到的是含结晶水的磷酸铁(FePO?·xH?O)粉末,其化学结构并未发生根本改变。
为何需要闪蒸干燥?
防止结块:传统的烘箱干燥时间长,物料容易板结成硬块,后续难以粉碎和处理。保护设备:湿物料直接进入回转窑,会粘附在窑壁上,结圈、结瘤,严重影响窑的正常运行,且能耗高。提高效率:闪蒸干燥连续化操作,效率远高于间歇式干燥。
回转窑烧结 (Rotary Kiln Sintering / Calcination)
作用与原理
作用:脱除结晶水,实现晶型转变,提升结晶度,并获得*终的电化学活性材料——无水磷酸铁(FePO?)。它是一个热致相变的化学反应过程。原理:热处理:干燥后的FePO?·xH?O粉末在回转窑内被缓慢加热到一定温度(通常为550-850℃),并在该温度下保温一段时间。
化学反应:发生的主要反应是脱除结晶水:
FePO?·2H?O --(Δ)--> FePO? + 2H?O↑
(注:磷酸铁结晶水数量有争议,可能是2份,也可能是更多,但原理一致)
晶体结构变化:在脱水的同时,磷酸铁的无定形或低结晶度结构在高温下获得能量,原子发生重排,形成规整的、高结晶度的正交或六方晶系的无水FePO?晶体结构。这个过程也称为结晶化。