[發(fā)明專利]一種碳化法制電池級氟化鋰所產廢物的處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110367783.3
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN102515203A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設計）人: 李世江;侯紅軍;楊華春;于賀華;劉海霞;王建萍;薛旭金;楊水艷;董立英;張輝
• 申請（專利權）人: 多氟多化工股份有限公司
• 主分類號: C01D3/02
• 分類號: C01D3/02;C01D15/08;C25C3/06
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 牛愛周

技術領域

本發(fā)明涉及一種碳化法制電池級氟化鋰所產廢物的處理方法。

背景技術

無機氟化物主要包括氫氟酸、氟鹽、氟酸鹽和鹵素間化合物等。其中氟鹽的品種主要有冰晶石、氟化鈉、氟化鋰、氟化鋁等。冰晶石主要用于鋁電解的啟動階段，氟化鋁主要用于鋁電解的日常運行，兩者用量占氟鹽產品的95％以上。而氟化鋰作為新能源鋰離子電池關鍵材料六氟磷酸鋰的主要生產原料，其隨著全球性石油資源緊缺與氣候環(huán)境的不斷惡化，鋰離子電池作為不可再生能源的替代品具有廣闊的發(fā)展前景，其相應的原材料市場發(fā)展空間也較為廣闊。

隨著鋰離子電池關鍵材料六氟磷酸鋰的發(fā)展，其原材料電池級氟化鋰的產品質量提升以及降低生產成本已成為研究的熱點。目前生產電池級氟化鋰的方法為碳化法，將工業(yè)級碳酸鋰碳化成碳酸氫鋰，經過濾得到的清澈較純的碳酸氫鋰溶液與氟化氫/氟化銨反應得到氟化鋰，氟化鋰經過濾、干燥后得到電池級氟化鋰。中國專利申請?zhí)枺?01010109346.7，200910311333.5，201010106778.2，200910221557.7公開了上述碳化法制備電池級氟化鋰的方法，其所制備的電池級氟化鋰產品質量完全可滿足鋰離子電池關鍵材料六氟磷酸鋰生產所需。

但是在碳化法制備電池級氟化鋰過程中會產生以下廢物：1、為了保證碳酸氫鋰的純度，在過濾掉碳酸氫鋰后會留下尚未被碳化的碳酸鋰廢料；2、為了保證氟化鋰的質量在過濾掉生成的氟化鋰后排出氟化鋰廢液。這些廢物的產生增加了電池級氟化鋰的環(huán)保壓力和生產成本，如何合理的回收此部分氟、鋰資源，降低環(huán)保壓力是電池級/高純氟化鋰生產的技術瓶頸。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種碳化法制電池級氟化鋰所產廢物的處理方法，變廢為寶，提高廢物的利用率。

為了實現以上目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：一種碳化法制電池級氟化鋰所產廢物的處理方法，其步驟如下：

A：在10℃～40℃下將氟化鋰廢液中加入過量的碳酸鈉反應，反應完全后過濾得到固體碳酸鋰軟膏，濾液為含有余留碳酸鈉的混合溶液備用；

B：將碳酸鋰廢料(含氟化鋰10％～98％)和氫氧化鋁在流化床中500～650℃下與無水氟化氫反應，得到含有氟化鋰的無水氟化鋁，反應后的無水氟化氫尾氣通入步驟A含有碳酸鈉的混合溶液中得到氟化鈉溶液。

所述碳酸鈉為超過反應量0.5％～2％，對超出量的限定主要是為了成本的考慮。

本發(fā)明處理方法，將碳化法制電池級氟化鋰所產碳酸鋰廢料和氟化鋰廢液轉化為可以回收利用的物質，其中通過步驟A反應得到的碳酸鋰軟膏可以直接返回進行制備氟化鋰的碳化反應，含有氟化鋰的無水氟化鋁可以用作電解鋁行業(yè)中電解質的添加劑，步驟B得到的氟化鈉溶液可以用于制備氟化鈉或者冰晶石。

本發(fā)明的處理方法將采用碳化法生產電池級氟化鋰所產生的兩種主要廢物全部轉化為有用的物質，可用于無機氟化物的下游產業(yè)，解決了氟化工行業(yè)和鋁電解行業(yè)亟待解決的環(huán)保問題，而且所有原料都取自電池級氟化鋰的生產廢物，不會產生二次污染，提高了氟、鋰的資源利用率，促使了無機氟化工行業(yè)健康、穩(wěn)步持續(xù)發(fā)展。

附圖說明

圖1為本發(fā)明處理方法的工藝流程圖。

具體實施方式

實施例1

本實施例的碳化法制電池級氟化鋰所產廢物的處理方法，參見工藝流程圖1，具體采用如下步驟：

A：在碳化法電池級氟化鋰生產過程中產生的氟化鋰廢液10升，將氟化鋰廢液中加入碳酸鈉28克反應，加入的碳酸鈉與溶液中的氟化鋰在25℃反應，見反應式(1)

2LiF+Na₂CO₃＝Li₂CO₃↓+2NaF????(1)

反應后超出反應量的碳酸鈉溶解在溶液中，碳酸鋰在溶液中形成沉淀，過濾得到碳酸鋰軟膏35克，該碳酸鋰軟膏可以直接返回碳化法制備電池級氟化鋰中作為碳化原料，過濾得到的濾液為含有超出反應量碳酸鈉的混合溶液(含有反應后的氟化鈉)；

B：在碳化法電池級氟化鋰生產過程中產生的碳酸鋰廢料60千克(碳酸鋰廢料中含氟化鋰約90％以上)，將碳酸鋰廢料和氫氧化鋁2500千克(可根據鋁電解質的需要調整加入量)在流化床中與無水氟化氫反應，反應溫度為550℃，見反應式(2)、(3)

Li₂CO₃+2HF＝2LiF+CO₂+H₂O????(2)