[發明專利]一種利用高鎂鋰比鹽湖鹵水生產電池級碳酸鋰的方法

有效

• 申請號: 201711032447.7
• 申請日: 2017-10-29
• 公開（公告）號: CN109485075B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 林炳旺;劉學
• 申請（專利權）人: 山東森久生物材料有限公司
• 主分類號: C01D15/08
• 分類號: C01D15/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種利用高鎂鋰比鹽湖鹵水生產電池級碳酸鋰方法，其特征在于，該方法是通過下述裝置實現的：

該裝置包括一個上開口式的容器池（1），所述的容器池（1）在中間設置有陰離子交換膜（2），陰離子交換膜（2）將容器池（1）分隔為陽極池（3）和陰極池（4）；在陰極和陽極池的底部分別鋪設有導電金屬網（5），在導電金屬網（5）上連接電線（6），且陰極池和陽極池的電線分別與正負電連接；所述的陽極池（3）中分布有陽極樹脂（7），陰極池中分布有陰極樹脂（8）；

利用上述裝置生產電池級碳酸鋰方法，具體步驟如下：

1）在陽極池（3）注入不含鎂的鹽水；向陰極池（4）中注入含高鎂鋰比的鹵水；

2）控制外加電壓為0.5~5v，通電1~10小時后，陽極池脫鋰、陰極池嵌鋰，當陽極池和陰極池脫鋰和嵌鋰達到平衡，分別放出鹽水和鹵水，這時陽極脫鋰后成為脫鋰態，陰極嵌鋰后成為嵌鋰態；

3）改變電流方向，在上批陰極池中注入與步驟1）相同的鹽水，向上批陽極池中注入與步驟1）相同的鹵水，再重復上一個過程；

4）排出的鹽水，經濃縮至鋰離子含量大于2000ppm后，加入碳酸鹽進行沉淀，過濾，干燥得到工業級碳酸鋰；

5）步驟4）所得的工業級碳酸鋰經二氧化碳碳酸氫化轉成碳酸氫鋰，碳酸氫鋰料液分別通過陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂進行除雜，再加熱結晶，過濾，干燥，粉碎，得到電池級碳酸鋰；

所述的陽極樹脂為含正極材料的導電樹脂，即嵌鋰態樹脂；陰極樹脂是由含正極材料的導電樹脂進行預處理而得，為脫鋰態樹脂；

所述的含正極材料的導電樹脂的制備方法如下：

1）在單體和交聯劑中，加入引發劑、致孔劑和交聯劑，混合均勻；

2）在步驟1）制備的混合物中，加入正極材料粉末和導電體粉末，混合均勻，制成分散相；

3）將步驟2）制備的分散相加入到含有分散劑的水溶液或鹽溶液連續相中，攪拌，調整粒徑為50~2000um，在50~120℃下，聚合1~20h，進行后處理，即得含正極材料的導電樹脂；

所述的預處理方法為：

將含正極材料的導電樹脂，即嵌鋰態樹脂裝置容器中，攪拌下滴加氧化劑，即得脫鋰態樹脂；或

將含正極材料的導電樹脂，即嵌鋰態樹脂放入陰極池，將陽極池放入石墨電極，在外加電路下，含嵌鋰態正極材料中的鋰遷出，成為含脫鋰態正極材料的導電樹脂；

所述的引發劑用量為單體和交聯劑總重量0.1~5%；致孔劑用量為單體和交聯劑總重量10~200%；正極材料粉末為單體和交聯劑總重量10~200%；導電體粉末為單體和交聯劑總重量5~100%；

所述的正極材料選自磷酸鐵鋰類、錳酸鋰、鈦酸鋰類中的一種或幾種組合。

2.如權利要求1所述的利用高鎂鋰比鹽湖鹵水生產電池級碳酸鋰方法，其特征在于：所述的磷酸鐵鋰類指LixFeyMezPO4，鈦酸鋰類指LixMeyTizO12，Me指金屬元素。

3.如權利要求1所述的利用高鎂鋰比鹽湖鹵水生產電池級碳酸鋰方法，其特征在于：所述的導電體選自金屬粉末、半導體粉末、石墨粉或碳粉中的一種或幾種組合。

4.如權利要求1的利用高鎂鋰比鹽湖鹵水生產電池級碳酸鋰的方法，其特征在于，所述鹽水，包括氯化鈉、硫酸鈉、碳酸鈉、氯化鉀或硫酸鉀。

5.如權利要求1的利用高鎂鋰比鹽湖鹵水生產電池級碳酸鋰的方法，其特征在于，所述的濃縮，具體方法為膜濃縮或熱濃縮。