[發(fā)明專利]一種工業(yè)級可溶性鋰鹽制備氫氧化鋰的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910131773.6
• 申請日: 2019-02-22
• 公開（公告）號: CN109678183B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭銘瀟;張麗麗;李輝;譚淵清
• 申請（專利權(quán)）人: 北京廷潤膜技術(shù)開發(fā)股份有限公司
• 主分類號: C01D15/02
• 分類號: C01D15/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 代芳

本發(fā)明提供了一種工業(yè)級可溶性鋰鹽制備氫氧化鋰的方法，屬于氫氧化鋰制備領(lǐng)域。本發(fā)明以工業(yè)級可溶性鋰鹽為原料制備氫氧化鋰，通過調(diào)節(jié)pH值、板框過濾、多介質(zhì)過濾、超濾和螯合樹脂吸附處理除去工業(yè)級可溶性鋰鹽中的雜質(zhì)、鈣、鎂、鋁、鐵等離子，板框過濾能夠?qū)⒐腆w和液體分離，多介質(zhì)過濾用于去除懸浮物、膠體、有機(jī)物等，超濾能進(jìn)一步降低殘留的COD、懸浮物和大分子溶解物的含量，實現(xiàn)對液體的凈化和分離，螯合樹脂使液體中高價離子含量達(dá)到雙極膜進(jìn)水要求，預(yù)電解液中的陰離子向酸室遷移，與雙極膜陽膜面分解出的氫離子結(jié)合生成稀酸，預(yù)電解液中的鋰離子向堿室遷移，與雙極膜陰膜面分解出的氫氧根離子結(jié)合生成氫氧化鋰。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氫氧化鋰制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種工業(yè)級可溶性鋰鹽制備氫氧化鋰的方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)工藝中，制備氫氧化鋰的方法主要有以下幾種：

1)石灰石焙燒法工藝

將含鋰礦石(鋰輝石或鋰云母)與石灰粉或石灰石按一定質(zhì)量比混合、細(xì)磨。然后將磨好的料漿送入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒，用水分解燒結(jié)塊得到氫氧化鋰。該工藝能耗高、物料流通量大，生產(chǎn)成本高。

缺點：產(chǎn)品品質(zhì)一般，有大量的碳酸鈣固廢產(chǎn)生。

2)碳酸鋰苛化法工藝

將精制石灰乳Ca(OH)₂與碳酸鋰按一定的比例混合，調(diào)節(jié)一定的苛化液濃度，加熱至沸騰并強(qiáng)力攪拌，反應(yīng)后可得到氫氧化鋰溶液和碳酸鈣沉淀。分離后將母液減壓濃縮、結(jié)晶得到單水氫氧化鋰產(chǎn)品。單水氫氧化鋰在130℃～140℃干燥，再在150℃～180℃下減壓加熱，制得無水氫氧化鋰。該法是傳統(tǒng)上國內(nèi)外常用的方法，成本受原料碳酸鋰價格影響，生產(chǎn)設(shè)備投資較多；且設(shè)備內(nèi)容易結(jié)垢造成堵塞，需要定期清洗，造成維護(hù)成本大。

3)硫酸鋰苛化冷卻結(jié)晶法工藝

將硫酸鋰浸出液適當(dāng)蒸發(fā)濃縮，加入氫氧化鈉，過濾出鐵、鈣、鎂等雜質(zhì)，然后冷卻到-10～5℃，離心分離出十水硫酸鈉，將離心液蒸發(fā)濃縮結(jié)晶出粗單水氫氧化鋰，將其再次溶解后，加入氫氧化鋇反應(yīng)，過濾分離沉淀，濾液蒸發(fā)濃縮，結(jié)晶出單水氫氧化鋰。該方法是目前國內(nèi)生產(chǎn)應(yīng)用的方法，但是該方法中要求硫酸鋰必須純凈，否則不能得到電池級氫氧化鋰。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種工業(yè)級可溶性鋰鹽制備氫氧化鋰的方法。本發(fā)明提供的制備方法能夠由工業(yè)級可溶性鋰鹽制得電池級氫氧化鋰。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種工業(yè)級可溶性鋰鹽制備氫氧化鋰的方法，包括以下步驟：

將工業(yè)級可溶性鋰鹽溶液依次經(jīng)氫氧化鋰調(diào)節(jié)pH值、板框過濾、多介質(zhì)過濾、超濾和螯合樹脂吸附，得到預(yù)電解液；

將所述預(yù)電解液進(jìn)行雙極膜電解后進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，得到氫氧化鋰。

優(yōu)選地，所述工業(yè)級可溶性鋰鹽中含有的雜質(zhì)離子包括鈉離子、鈣離子、鎂離子、鐵離子和鋁離子。

優(yōu)選地，所述板框過濾的壓力為0.3～3兆帕。

優(yōu)選地，所述板框過濾的過濾孔徑為3～10微米。

優(yōu)選地，所述多介質(zhì)過濾的介質(zhì)包括活性炭、石英砂和多孔陶瓷的混合物。

優(yōu)選地，所述超濾所用濾膜的孔徑為0.01～0.05微米。

優(yōu)選地，所述雙極膜由陽離子交換層、界面親水層和陰離子交換層復(fù)合制得。

優(yōu)選地，所述雙極膜電解的電壓每對膜為1.0～3.0V，所述電解的電流密度為300～800A/m²。

優(yōu)選地，所述雙極膜電解還產(chǎn)生稀酸和稀鹽水。