[發(fā)明專利]一種從含磷酸鋰廢渣中提取高純碳酸鋰或氫氧化鋰的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711187244.5
• 申請(qǐng)日: 2017-11-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108285156B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳亞;甘輝;曹利濤;關(guān)杰豪;陳白珍;石西昌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): C01D15/08
• 分類號(hào): C01D15/08;C01D15/02;H01M10/54
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 蔣太煒

本發(fā)明涉及一種從含磷酸鋰廢渣中提取高純碳酸鋰或氫氧化鋰的方法；屬于鋰離子電池材料及資源循環(huán)利用技術(shù)領(lǐng)域領(lǐng)域。本發(fā)明提出一種從含磷酸鋰廢渣中提取高純碳酸鋰或氫氧化鋰的方法，重點(diǎn)是對(duì)含磷酸鋰廢渣進(jìn)行酸浸處理，并通過(guò)一種除磷劑選擇性地從含磷酸鋰廢渣的酸浸液中去除磷酸根而不造成鋰的損失，最后對(duì)除磷后的溶液進(jìn)行深度凈化去除其中的重金屬等雜質(zhì)后再沉鋰，獲得高純碳酸鋰或氫氧化鋰，從而達(dá)到含磷酸鋰廢渣高效增值利用的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種從含磷酸鋰廢渣中提取高純碳酸鋰或氫氧化鋰的方法；屬于鋰離子電池材料及資源循環(huán)利用技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景

鋰離子電池由于具有比能量高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)勢(shì)而廣泛應(yīng)用于移動(dòng)電子通訊市場(chǎng)，且也成為目前純電動(dòng)汽車的首選動(dòng)力電池之一。伴隨著鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)相關(guān)電池材料的需求量持續(xù)增長(zhǎng)。在制備鋰離子電池所用的電極材料時(shí)，無(wú)論是早期的LiCoO₂還是后期逐漸開(kāi)發(fā)的LiMn₂O₄、LiFePO₄或三元材料等都無(wú)一例外必須使用高純鋰鹽作為原料，主要是碳酸鋰或氫氧化鋰。因受反應(yīng)活性等影響，磷酸鋰很少被直接用于生產(chǎn)鋰離子電池正極材料。另外制備鋰離子電池電解液及偏鈦酸鋰等負(fù)極材料時(shí)也需要高純鋰鹽作為原料。為了滿足鋰離子電池行業(yè)蓬勃發(fā)展的需要，國(guó)內(nèi)外圍繞從鋰輝石、鋰云母及鹽湖鹵水提取碳酸鋰或氫氧化鋰的技術(shù)開(kāi)展了大量的研究工作并進(jìn)行了工業(yè)化生產(chǎn)。在這些生產(chǎn)過(guò)程中在對(duì)沉鋰后產(chǎn)生的廢水進(jìn)行排放前處理時(shí)，通常加入可溶性磷酸鹽以去除水中的重金屬、堿土金屬和鋰，形成大量含磷酸鋰的廢渣。此外，為了達(dá)到資源循環(huán)利用的目的，目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)從廢舊鋰離子電池中回收有價(jià)金屬的工藝技術(shù)也倍加重視，但大量的研究和生產(chǎn)技術(shù)工作主要圍繞回收其中的Co、Ni等金屬而展開(kāi)，針對(duì)高效回收鋰的技術(shù)研究少有報(bào)道。特別是在對(duì)廢舊電池拆解和清洗時(shí)，大量的廢電解液進(jìn)入清洗水而發(fā)生水解，產(chǎn)生含有大量過(guò)渡金屬磷酸鹽、磷酸鋰、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑等的廢渣，尚缺乏有效的增值回收處理技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是要提出一種從含磷酸鋰廢渣中提取高純碳酸鋰或氫氧化鋰的方法，重點(diǎn)是通過(guò)一種除磷劑選擇性地從含磷酸鋰廢渣的酸浸液中去除磷酸根而不造成鋰的損失，并對(duì)除磷后的溶液進(jìn)行深度凈化去除其中的重金屬等雜質(zhì)后再沉鋰，獲得高純碳酸鋰或氫氧化鋰，從而達(dá)到含磷酸鋰廢渣高效增值利用的目的。

本發(fā)明一種從含磷酸鋰廢渣中提取高純碳酸鋰或氫氧化鋰的方法，包括以下步驟：

步驟一

將磷酸鋰廢渣研磨后用酸性溶液進(jìn)行浸出后過(guò)濾，得到酸浸液；

步驟二

加熱步驟一所得酸浸液，并向其中加入脫磷劑R,充分?jǐn)嚢枋沽姿岣恋矶囯x子保留于溶液中，待溶液冷卻后過(guò)濾，得到濾液和濾渣；所述脫磷劑R所含的至少一種陽(yáng)離子與磷酸根和/或磷酸一氫根和/或磷酸二氫根所形成化合物M；所述脫磷劑R的陰離子與鋰離子形成化合物Q；在酸浸液中，于相同的溫度下，化合物Q的溶解度與化合物M的溶解度的比值大于2；

步驟三

向步驟二所得濾液中加入凈化劑，除去濾液中殘留的雜質(zhì)離子后，過(guò)濾，得到凈化液；所述雜質(zhì)離子包括磷酸根、磷酸一氫根、磷酸二氫根、重金屬離子、堿土金屬離子、Na離子、K離子中的一種或多種；

步驟四

向凈化液中加入可溶性碳酸鹽或堿，蒸發(fā)濃縮，過(guò)濾并洗滌后得到碳酸鋰或氫氧化鋰。

本發(fā)明一種從含磷酸鋰廢渣中提取高純碳酸鋰或氫氧化鋰的方法，步驟一中，酸性溶液為選自甲酸、苯甲酸、醋酸、硫酸、鹽酸、硝酸中的至少一種的水溶液。

本發(fā)明一種從含磷酸鋰廢渣中提取高純碳酸鋰或氫氧化鋰的方法，步驟一中，酸性溶液的濃度為1～8mol/L，作為優(yōu)選，濃度為2.5～7mol/L。