[發(fā)明專利]一種氟化鋰的制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610080586.2
• 申請(qǐng)日: 2006-05-19
• 公開（公告）號(hào): CN101074103A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸艷玲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號(hào): C01D3/02
• 分類號(hào): C01D3/02
• 代理公司: 北京潤平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王鳳桐;王敬波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于一種氟化鋰的制備方法。

背景技術(shù)

氟化鋰是一種白色非吸潮立方晶體，難溶于水、醇和其他有機(jī)溶劑中。在工業(yè)上，氟化鋰大量用作釉、玻璃、陶瓷生產(chǎn)中的添加劑，以降低焙燒溫度和制品的耐熱、耐磨、耐酸等性能。高純度的氟化鋰還用作氟化玻璃組分；以及用于合成二次鋰電池的電解質(zhì)(如六氟磷酸鋰)。

目前，氟化鋰主要由碳酸鋰或氫氧化鋰與氟源氫氟酸制得，由于氟化鋰易與氫氟酸反應(yīng)生成不穩(wěn)定的氟化氫鋰(LiHF₂)、氟化鋰易與氫氧化鋰反應(yīng)生成LiF·LiOH復(fù)鹽，使得上述方法制得的氟化鋰純度低、產(chǎn)率低。另外，上述方法對(duì)原料碳酸鋰或氫氧化鋰以及氫氟酸的純度要求很高，只有純度高于99％的上述原料才能制得純度高于99.9％的氟化鋰，所得產(chǎn)品才能用做電池電解質(zhì)。而且由于氫氟酸對(duì)設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕作用，使得設(shè)備使用壽命短，從而導(dǎo)致生產(chǎn)費(fèi)用高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)制得的產(chǎn)品純度低或者高純度產(chǎn)品收率低以及對(duì)原料純度要求高的缺點(diǎn)，提供一種產(chǎn)品純度高、收率高且對(duì)原料純度要求低的氟化鋰制備方法。

本發(fā)明提供的氟化鋰的制備方法包括將氟源與可溶性鋰鹽以水溶液形式接觸反應(yīng)，其中，所述氟源為氟化銨。

本發(fā)明提供的氟化鋰的制備方法由于是通過發(fā)生容易進(jìn)行的沉淀反應(yīng)，因此對(duì)原料鋰鹽的純度要求低，只要其中的雜質(zhì)不影響沉淀反應(yīng)即可，常規(guī)工業(yè)廢液中的鋰鹽即可用作本發(fā)明的原料，因而該方法可用于回收工業(yè)廢液中價(jià)格昂貴的鋰鹽，由此大大提高資源利用率。該方法操作簡單、反應(yīng)條件溫和，而且鋰鹽的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高、所得氟化鋰產(chǎn)品純度高。另一方面，本發(fā)明提供的方法還能對(duì)反應(yīng)體系中過量或未反應(yīng)的原料鋰鹽、氟化銨循環(huán)利用，將反應(yīng)體系中生成的銨鹽作為副產(chǎn)品出售，由此實(shí)現(xiàn)最大資源利用率。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明制備氟化鋰的反應(yīng)可以用下述反應(yīng)式表示：

??????????????NH₄F+Li⁺＝LiF↓+NH₄⁺???????????????(1)

從上述反應(yīng)式(1)可以看出，由于是生成氟化鋰的沉淀反應(yīng)，因此反應(yīng)較易進(jìn)行。該反應(yīng)對(duì)原料的純度、加料比、反應(yīng)溫度沒有特別的限定。

盡管鋰鹽和氟源以各種比例混合接觸均能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，例如氟化銨與鋰鹽的加入量可以使氟元素與鋰元素的摩爾比大于1、小于1或等于1，但優(yōu)選情況下，為了提高原料的利用率或者降低原料回收工作量，本發(fā)明中所述氟化銨與鋰鹽的加入量使氟元素與鋰元素的摩爾比為0.6-1.5∶1，更優(yōu)選為0.8-1.2∶1。

本發(fā)明中，所述氟化銨可以通過各種方法得到，例如可以商購得到，也可以通過氟化氫或氫氟酸與氨(水)混合得到，混合的比例優(yōu)選為HF∶NH₃為1-1.3∶1(摩爾比)，混合溫度優(yōu)選為5-29℃，混合時(shí)間優(yōu)選為30-80分鐘。可以在制備氟化鋰的操作之前在單獨(dú)的設(shè)備中制得氟化銨，然后再使氟化銨與鋰鹽反應(yīng)制備氟化鋰；也可以將氟化氫、氨水與鋰鹽一起加入反應(yīng)器中，采用“一鍋法”制得氟化鋰。但由于氟化氫或氫氟酸對(duì)設(shè)備具有強(qiáng)烈腐蝕作用，因此對(duì)于工業(yè)大量生產(chǎn)，優(yōu)選預(yù)先在單獨(dú)的設(shè)備中制得氟化銨，然后再與鋰鹽反應(yīng)制備氟化鋰，從而縮短HF對(duì)設(shè)備的接觸時(shí)間和接觸面積，將氟化氫的腐蝕控制在盡可能少的設(shè)備中。所述制備氟化銨的單獨(dú)設(shè)備優(yōu)選為含有高分子材料內(nèi)襯的設(shè)備，所述高分子材料例如可以是聚四氟乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯。高分子材料內(nèi)襯的厚度優(yōu)選為0.4-10毫米。

所述鋰鹽可以是各種水溶性的鋰鹽，如硫酸鋰、硝酸鋰、氯化鋰、醋酸鋰、高氯酸鋰中的一種或幾種。由于本發(fā)明對(duì)鋰鹽的濃度沒有特別的要求，只要其中的雜質(zhì)不與氟化銨反應(yīng)生成沉淀即可，因此可以使用各種含鋰鹽的工業(yè)廢水作為鋰鹽的來源。例如可以是常規(guī)的氯化鋰或硫酸鋰廢液，也可以是現(xiàn)有技術(shù)中用氟化氫制備氟化鋰后回收的鋰鹽，還可以是使用本發(fā)明方法制備氟化鋰后從母液中回收的鋰鹽。

盡管本發(fā)明對(duì)鋰鹽和氟化銨在水溶液中的濃度沒有特別的限定，但為了在較短的時(shí)間內(nèi)獲得盡量多的氟化鋰產(chǎn)品，優(yōu)選反應(yīng)體系中所述鋰鹽的濃度不低于0.5摩爾/升(以Li⁺濃度計(jì))，例如可以是0.5-4.5摩爾/升，優(yōu)選為0.5-3.5摩爾/升。