[發明專利]一種利用粗碳酸鋰制備高純碳酸鋰聯產氟化鋰的方法

有效

• 申請號: 201410337384.6
• 申請日: 2014-07-15
• 公開（公告）號: CN104326495B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 侯紅軍;薛旭金;于賀華;劉海霞;王建萍;李世江;楊華春;王永勤;李霞;耿夢湍
• 申請（專利權）人: 多氟多化工股份有限公司
• 主分類號: C01D15/08
• 分類號: C01D15/08;C01D15/04
• 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

本發明屬于碳酸鋰精制技術領域，具體涉及一種利用粗碳酸鋰制備高純碳酸鋰聯產氟化鋰的方法。

背景技術

鋰元素因其特殊性質被譽為“二十一世紀的能源金屬”，鋰元素及其化合物被稱為“工業味精”，產品用途跨越了多個尖端行業的鋰產業鏈。鋰元素及其化合物主要來源于鋰礦石和鹽湖鋰資源的提取。碳酸鋰(Li₂CO₃)作為基礎鋰鹽產品之一，國內企業根據現有的產品標準GB/T11075-2003、YS/T582-2006、YS/T546-2008和GB/T23853-2009，將碳酸鋰分為工業級碳酸鋰(主含量<99.50％)，電池級碳酸鋰(99.50％≤含量<99.99％)和高純碳酸鋰(主含量≥99.99％)三類，主要應用于陶瓷、玻璃、原子能、航空航天和鋰電池、鋰合金、醫藥等領域。

目前，國外鋰(包括碳酸鋰)主要來源于鹽湖鋰資源，這是因為鹽湖鋰提取成本低于礦石提鋰成本約3～5萬元，同時礦石鋰資源分布和不可再生性決定了要持續發展就要節約礦石資源。但國內的鋰(包括碳酸鋰)來源主要是礦石鋰資源，這是因為鹽湖鋰資源因受技術瓶頸制約，產品級別最高達電池級，局限了應用市場，需要礦石提鋰彌補市場高純需求。兩者相比，國內的鋰產品在市場上缺乏競爭力。

國內外高純碳酸鋰的制備主要是苛化法、重結晶法、電解法、氫化沉淀法以及氫化分解法等方法或方法組合，其關鍵技術是將金屬雜質離子含量降低至10ppm以下甚至更低。國內現有的除雜方法是在制備過程中加入沉淀劑，沉淀劑可為草酸、草酸鋰、草酸鈉、磷酸、磷酸鋰、磷酸鈉、磷酸二氫鋰、磷酸二氫鈉、硫化鈉、硫代乙酰胺等中的一種或兩種以上的組合物。實際生產中，加入沉淀劑確實可提升碳酸鋰的產品質量，但個別金屬離子仍達不到高純碳酸鋰的要求，如磷酸及磷酸鹽除鈣效果就不明顯。

結合市場需求及上述情況，探索一種粗碳酸鋰制備高純碳酸鋰的方法，降低現有高純碳酸鋰的制備成本，提升國際市場競爭力，促進國內相關行業的持續發展是鋰資源行業發展的首要前提。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用粗碳酸鋰制備高純碳酸鋰聯產氟化鋰的方法，解決現有以鹽湖鋰為原料的制備方法所得產品達不到高純碳酸鋰要求的問題。

為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是：一種利用粗碳酸鋰制備高純碳酸鋰聯產氟化鋰的方法，包括下列步驟：

1)將粗碳酸鋰加水配制成料漿A，攪拌、過濾、洗滌，得碳酸鋰精礦；

2)將步驟1)所得碳酸鋰精礦加水配制成碳酸鋰料漿，加入石灰進行苛化反應，后過濾得粗氫氧化鋰溶液；

3)將步驟2)所得粗氫氧化鋰溶液濃縮后過濾，向濾液中加入絡合劑除去雜質金屬離子，得精制氫氧化鋰溶液；

4)向步驟3)所得精制氫氧化鋰溶液中通入CO₂進行碳化反應，后過濾得碳酸氫鋰溶液；

5)將步驟4)所得碳酸氫鋰溶液加熱進行脫碳反應，后過濾并洗滌，濾餅經干燥得高純碳酸鋰；合并濾液和洗液，加入氫氟酸調節其為酸性或中性，生成沉淀后過濾并洗滌，濾餅經干燥即得氟化鋰。

所述粗碳酸鋰中碳酸鋰的質量含量為40％～70％。

所述粗碳酸鋰包含以下質量百分比的組分：Li₂CO₃40％～70％、Na⁺10.0％～18％、K⁺3.0％～4.0％、Cl-8.0％～15.0％、SO₄^2-1.2％～4.0％、Ca²⁺0.5％～1.6％、Mg²⁺0.4％～3.0％、Fe²⁺0.2％～0.5％。

所述粗碳酸鋰為鹽湖粗碳酸鋰、礦石鋰或低品位鋰。

步驟1)中，配制料漿A時液固比為0.8～8。

步驟1)中所述攪拌是在0～100℃條件下攪拌0.5～10h。

步驟1)中所述過濾和洗滌所得濾液和洗液用于生產其他產品，如氟化鉀、氟化鈉等。

步驟2)中，石灰的加入量為：石灰與料漿B中碳酸鹽的摩爾比為1.0～1.5:1。

步驟2)所得粗氫氧化鋰溶液中鋰離子濃度為1～10g/L，pH為13～14。

步驟3)還可以為：

將步驟2)所得粗氫氧化鋰溶液濃縮后過濾并洗滌，合并濾液和洗液得混合液，向混合液中加入絡合劑除去雜質金屬離子，得精制氫氧化鋰溶液。