[發(fā)明專利]一種從鋰云母浸出凈化液制備碳酸鋰的方法

有效

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• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110078099B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 康紹輝;楊志平;樊興;李大炳;宋艷
• 申請（專利權(quán)）人: 核工業(yè)北京化工冶金研究院
• 主分類號: C01D15/08
• 分類號: C01D15/08
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 任超

一種從鋰云母浸出凈化液制備碳酸鋰的方法，包括以下步驟：步驟(1)：沉淀劑的配制；步驟(2)：一次沉淀制備碳酸鋰產(chǎn)品；步驟(3)：二次沉淀制備碳酸鋰產(chǎn)品；步驟(4)：三次沉淀制備碳酸鋰產(chǎn)品；步驟(5)：碳酸鋰產(chǎn)品洗滌干燥。針對鉀、鈉、硫酸根含量仍較高的鋰產(chǎn)品制備體系，通過冠醚的加入，選擇性地與鉀、鈉形成穩(wěn)定絡(luò)合物，減少了其在碳酸鋰沉淀中的共晶及夾帶情況；將凈化后的鋰溶液緩慢加入至碳酸鈉溶液中，并分階段地加入鋰溶液和取出碳酸鋰產(chǎn)品，減少共晶、聚晶對硫酸鹽的夾挾包裹，從而整體上降低碳酸鋰產(chǎn)品中雜質(zhì)的含量，最終得到了質(zhì)量合格的工業(yè)碳酸鋰產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量達到GB/T 11075?2013碳酸鋰中最高標準零級標準。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰資源提取技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種碳酸鋰產(chǎn)品制備技術(shù)。

背景技術(shù)

碳酸鋰是鋰離子電池的關(guān)鍵原料。隨著全球新能源開發(fā)的升溫，鋰離子電池呈高速發(fā)展的趨勢，由此也推動了碳酸鋰市場消費的快速增長，碳酸鋰及其制備已受到業(yè)界的廣泛關(guān)注。碳酸鋰的制備工藝主要分為礦石提取和鹽湖鹵水提取兩大類。目前國內(nèi)生產(chǎn)以礦石提取為主，其產(chǎn)量約占碳酸鋰生產(chǎn)總量的70％以上。提取碳酸鋰的礦石主要有鋰輝石(LiAl(SiO3)2、鋰云母(K2Li3Al3(AlSi3O10)2(F,OH)4、透鋰長石(Li(AlSi4O10)等。從礦石中提取碳酸鋰，我國目前主要采用3種方法，石灰石焙燒法、硫酸法和硫酸鹽法。石灰石焙燒法是將碳酸鈣、氧化鈣等與鋰云母混合高溫下煅燒后再水浸，回收率較低，采用較少；硫酸法是將鋰云母焙燒后再酸浸或直接加入大量酸浸出，浸出率較高；鹽法是以硫酸鹽、氯化物等與鋰云母混勻后高溫下焙燒，然后再浸出。相比較，硫酸法和硫酸鹽法適用于分解各種鋰礦，回收率較高，但所得浸出液成分較復雜，往往含有較高濃度的鉀、鈉、硫酸根，中等濃度的氟、鋁、硅、鈣、錳、鎂等以及較低濃度的鐵、鋅等，沉淀制得的產(chǎn)品質(zhì)量較差。

目前從鋰礦石浸出液中制備碳酸鋰通常是先沉淀除雜，然后再加入碳酸鈉沉淀溶液中的鋰，制得碳酸鋰產(chǎn)品。沉淀除雜往往可以去除鐵、鎂、錳、鋁、硅、鈣、鎂等雜質(zhì)，使其滿足工業(yè)碳酸鋰產(chǎn)品的制備要求，但難以去除鈉、鉀、硫酸根等可溶性雜質(zhì)，直接加入碳酸鈉沉淀制備碳酸鋰時，會產(chǎn)生碳酸鋰晶體與硫酸鹽的共晶、聚晶情況，硫酸根、鉀、鈉會有部分包裹或進入碳酸鋰晶體，導致所得碳酸鋰產(chǎn)品硫酸根、鈉等雜質(zhì)濃度較高，難以達到工業(yè)品要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對仍含有較高鉀、鈉、硫酸根的鋰凈化液，從堿金屬的絡(luò)合入手，通過新試劑的采用，保持鉀、鈉在溶液中的穩(wěn)定，降低其在碳酸鋰沉淀產(chǎn)品中的含量，再通過對碳酸鋰沉淀工藝的改進、改良，改變碳酸鋰產(chǎn)品的結(jié)晶過程，減少共晶、聚晶對硫酸鹽的夾挾包裹的產(chǎn)生，從而整體上降低碳酸鋰產(chǎn)品中雜質(zhì)的含量。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種從鋰云母浸出凈化液制備碳酸鋰的方法，包括以下步驟：

步驟(1)：沉淀劑的配制，將碳酸鈉固體與碳酸鋰產(chǎn)品濾液和洗水攪拌溶解配制成碳酸根濃度170g/L-252g/L的溶液，該溶液進行過濾，所得濾渣合并至碳酸鋰產(chǎn)品進行洗滌，濾液再加入適量堿土金屬絡(luò)合劑，攪拌溶解配制成沉淀劑，并預熱至80℃以上待用；

步驟(2)：一次沉淀制備碳酸鋰產(chǎn)品；凈化后的硫酸鋰溶液預熱至80℃，連續(xù)緩慢的加入步驟(1)預熱后的碳酸鋰沉淀劑中，并保持預熱溫度，快速攪拌，使所加入的凈化后的硫酸鋰溶液分散；鋰溶液加入完畢，再繼續(xù)保持溫度反應(yīng)30min，然后過濾分離得碳酸鋰產(chǎn)品和濾液，濾液80℃保溫；

步驟(3)：二次沉淀制備碳酸鋰產(chǎn)品；凈化后的硫酸鋰溶液預熱至80℃，連續(xù)緩慢的加入步驟(2)所得濾液中，快速攪拌，硫酸鋰溶液加入量同步驟(2)加入量，沉淀操作條件同步驟(2)，然后過濾分離的碳酸鋰產(chǎn)品和濾液；

步驟(4)：三次沉淀制備碳酸鋰產(chǎn)品；凈化后的硫酸鋰溶液預熱至80℃，連續(xù)緩慢的加入步驟(3)所得濾液中，快速攪拌，然后過濾分離的碳酸鋰產(chǎn)品和濾液，濾液部分返回步驟(1)，部分回收其中的鋰；