[發明專利]一種利用含較高雜質富鋰溶液制備電池級碳酸鋰的方法

有效

• 申請號: 201610729924.4
• 申請日: 2016-08-26
• 公開（公告）號: CN106365181B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 蔡榮富;班文俊;鄭傳勇;李亞麗
• 申請（專利權）人: 成都開飛高能化學工業有限公司
• 主分類號: C01D15/08
• 分類號: C01D15/08
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 錢成岑

1.一種利用含較高雜質富鋰溶液制備電池級碳酸鋰的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

A、富鋰溶液精制：將含較高雜質富鋰溶液泵入反應釜中并升溫至60～80℃，加入第一除雜劑并保溫攪拌反應0.5～1h，維持60～80℃的溫度并加入氫氧化鈉或其水溶液調整pH值至11～12，繼續保溫攪拌反應0.5～2h，過濾得到精制富鋰溶液,其中，所述第一除雜劑為碳酸鈉、碳酸鋰、草酸鈉、草酸鉀、草酸鋰和草酸中的一種或多種并且所述第一除雜劑的加入量為所述鹽湖鹵水中鈣質量的3～5倍；

B、碳酸鈉溶液精制：向反應器中加入去離子水并加入碳酸鈉攪拌溶清配制得到濃度為200～300g/L的碳酸鈉溶液，再加入第二除雜劑和氫氧化鈉并攪拌反應15～30min，過濾得到精制碳酸鈉溶液,其中，所述第二除雜劑為草酸鈉、草酸鉀、草酸鋰和草酸中的一種或多種并且所述第二除雜劑的加入量為碳酸鈉加入量的0.5～1％，所述氫氧化鈉的加入量為碳酸鈉加入量的2～5％；

C、沉鋰：將所述精制富鋰溶液與精制碳酸鈉溶液反應得到碳酸鋰漿料，其中，控制反應溫度為70～95℃且反應時間為1～3h，控制反應終點時所述碳酸鋰漿料中沉鋰母液的碳酸根離子濃度為13～18g/L，其中，當精制富鋰溶液中的鋰含量低于35g/L時，將復合添加劑加入碳酸鈉精制溶液中并攪拌均勻，與所述精制富鋰溶液進行沉鋰反應直至反應終點；當精制富鋰溶液中的鋰含量為35～50g/L時，往純水或沉鋰母液中加入復合添加劑攪拌均勻，再將所述精制富鋰溶液與精制碳酸鈉溶液共同加入進行反應直至反應終點；其中，所述復合添加劑的加入量為碳酸鈉質量的1～3％；

D、固液分離：將所述碳酸鋰漿料保溫0.5～1h后進行固液分離，得到碳酸鋰含濕固體和沉鋰母液；

E、洗滌：用去離子水將所述碳酸鋰含濕固體淋洗后投入洗滌槽，按照1:3～5的固液比加入60～90℃的去離子水進行再漿洗滌，固液分離后得到碳酸鋰濕料；

F、烘干：將所述碳酸鋰濕料在250～450℃的條件下烘干，得到電池級碳酸鋰。

2.根據權利要求1所述利用含較高雜質富鋰溶液制備電池級碳酸鋰的方法，其特征在于，所述方法還包括將所述電池級碳酸鋰進行除磁、粉碎和包裝得到電池級碳酸鋰產品的步驟，其中，可根據客戶需求控制粉碎粒度，常規粉碎粒度D₅₀：3～8μm，D₉₀：9～15μm。

3.根據權利要求1或2所述利用含較高雜質富鋰溶液制備電池級碳酸鋰的方法，其特征在于，所述含較高雜質富鋰溶液可為氯化物型或硫酸鹽型鹽湖鹵水經過攤曬蒸發濃縮析出大部分鈉、鉀、鎂和除硼后得到的富鋰鹽湖鹵水，也可為由碳酸鹽型鹽湖產生的碳酸鋰精礦鹽酸或硫酸溶后除雜精制得到的富鋰溶液或采用高雜質粗品碳酸鋰鹽酸或硫酸溶后精制得到的富鋰溶液，所述含較高雜質富鋰溶液中含有Li⁺：7～50g/L、Na⁺≤100g/L、SO₄^-2≤200g/L、Cl^-≤300g/L、K⁺≤20g/L、Mg²⁺≤5g/L、Ca²⁺≤10g/L和B:≤5g/L。

4.根據權利要求1或2所述含較高雜質富鋰溶液制備電池級碳酸鋰的方法，其特征在于，所述第一除雜劑為碳酸鈉和草酸的質量比為1：1的混合物。

5.根據權利要求4所述利用含較高雜質富鋰溶液制備電池級碳酸鋰的方法，其特征在于，在步驟A中，所得精制富鋰溶液中的鈣＜20ppm且鎂≤1ppm；在步驟B中，所得精制碳酸鈉溶液中的鈣＜20ppm且鎂≤1ppm。

6.根據權利要求1或2所述利用含較高雜質富鋰溶液制備電池級碳酸鋰的方法，其特征在于，在步驟A中，所述過濾包括依次進行的粗濾和精濾；在步驟F中，將碳酸鋰濕料在回轉式干燥爐、紅外爐、隧道爐、網帶爐或鏈式電阻爐中進行干燥。

7.根據權利要求1所述利用含較高雜質富鋰溶液制備電池級碳酸鋰的方法，其特征在于，所述復合添加劑由乙二胺二乙酸、碳酸鋰、葡萄糖酸、檸檬酸、十二烷基硫酸鈉、聚乙烯醇和聚丙烯酰胺中的一種或多種組成，其中，所述聚乙烯醇的分子量為16000～20000，所述聚丙烯酰胺為陰離子型或者非離子型且分子量為5000000～12000000。

8.根據權利要求1或2所述利用含較高雜質富鋰溶液制備電池級碳酸鋰的方法，其特征在于，所述電池級碳酸鋰滿足電池級碳酸鋰行業標準YST582-2013的要求，其中，Li₂CO₃≥99.5％、Na≤0.025％、K≤0.001％、Mg≤0.008％、Ca≤0.005％、Fe≤0.001％、Zn≤0.0003％、Cu≤0.0003％、Pb≤0.0003％、Si≤0.003％、Al≤0.001％、Mn≤0.0003、Ni≤0.001％、SO₄^2-≤0.08％、Cl^-≤0.003％。