[發明專利]一種從電池級碳酸鋰母液中回收鋰的方法

在審

• 申請號: 201910789474.1
• 申請日: 2019-08-26
• 公開（公告）號: CN110451536A
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 劉科強;令狐磊;毛小英;林輝榮;陽楊;何睿鳴
• 申請（專利權）人: 新中天環保股份有限公司
• 主分類號: C01D15/08
• 分類號: C01D15/08;C01D5/00
• 代理公司: 50221 重慶樂泰知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 樊斌<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明公開了一種從電池級碳酸鋰母液中回收鋰和硫酸鈉的方法，該方法針對電池級碳酸鋰回收過程中產生的母液，采用冷凍結晶、蒸發濃縮協同工藝制得電池級碳酸鋰，同時，將冷凍結晶產生的十水硫酸鈉，再采用熱溶、蒸發濃縮等工藝制無水硫酸鈉，濾液返回冷凍結晶回收鋰，本發明的方法將鋰損失率降到0.35％以下，從而實現了鋰資源高效率回收。

技術領域

本發明屬于鋰鹽工業領域，具體涉及一種從電池級碳酸鋰母液中回收鋰和硫酸鈉的方法。

背景技術

沉鋰母液傳統回收其中鋰的辦法是先用硫酸對沉鋰母液進行中和處理去除碳酸根，然后再對中和后的沉鋰母液進行蒸發濃縮析出無水硫酸鈉固體，再把無水硫酸鈉固體分離出去，從而得到硫酸鋰與硫酸鈉的混合溶液，然后把該混合溶液與碳酸鈉溶液進行沉鋰反應得到碳酸鋰固體，該回收得到的碳酸鋰固體純度在98％左右，僅達到工業二級品碳酸鋰品質要求。且該方法回收得到的二級品碳酸鋰量占整個硫酸鋰法生產碳酸鋰總量的20％左右的占比，工業級二級品碳酸鋰的售價比電池級碳酸鋰的售價要低很多，所以如何提高沉鋰母液鋰回收的碳酸鋰品質對生產效益的提高具有十分重要的意義。

專利CN103318925A公開了一種用鋰精礦生產高純碳酸鋰的方法，專利CN108285158A公開了一種電池級碳酸鋰的制備方法。但上述兩種方法通過冷凍得到的十水硫酸鈉并無處置措施；同時經過一次沉鋰后，采用冷凍析鈉，母液直接沉鋰，直收率低，且沉鋰母液量大，返回前段增加處理成本。

專利CN106882822A公開了一種沉鋰母液中鋰回收成電池級碳酸鋰的方法，但采用此方法通過冷凍得到的十水硫酸鈉并無處置措施，同時十水硫酸鈉中損失的鋰并沒有回收,鋰的損失率達4～5％。同時，濃縮時并不是最優工藝。

本發明針對廢舊電池正極粉回收電池級碳酸鋰的一次沉鋰母液中的鋰鹽的再回收，采用冷凍結晶、蒸發濃縮協同工藝制得電池級碳酸鋰，為進一步提升鋰回收率，冷凍結晶產生的十水硫酸鈉采用熱溶、蒸發濃縮等工藝制無水硫酸鈉，濃縮后液返回冷凍結晶回收鋰，本發明工藝鋰的損失率不到0.35％。而采用CN106882822A的方法，鋰損失率達4-5％。

發明內容

本發明的目的在于提供一種從回收電池級碳酸鋰的母液中再回收鋰鹽的方法，該方法不但提高電池級碳酸鋰的回收率，減少鋰鹽損失，同時，還可以回收硫酸鈉。

本發明的一種從電池級碳酸鋰母液中回收鋰鹽和硫酸鈉的方法，包括以下步驟，

1)將回收電池級碳酸鋰產生的母液，冷卻到-1～3℃，維持8～15min，過濾，得到固體十水硫酸鈉，濾液待用；

2)將步驟1)的濾液加熱到92℃以上，蒸發濃縮，待鈉離子的濃度達到110g/L時停止濃縮，趁熱過濾，濾餅用熱的純水洗滌，即得電池級碳酸鋰晶體，洗液與步驟1)的濾液合并，濃縮液待用；

3)濃縮液返回步驟1)進行冷凍、過濾、濾液返回前段除雜；

4)將步驟1)的十水硫酸鈉加熱到40℃以上熱溶，熱溶料漿經固液分離，濾液記為Ⅰ溶液，濾渣為無水硫酸鈉；

5)將Ⅰ溶液進行蒸發濃縮，當Li₂O為4～6g/L時，停止濃縮，過濾，濾液返回步驟1)，濾渣用Ⅰ溶液洗滌，回收鋰，濾渣為無水硫酸鈉，洗液重新進入蒸發濃縮。

上述本發明的方法，步驟1)冷卻維持時間為10min，所得十水硫酸鈉含Li2O約0.1％；步驟2)中所述熱的純水洗滌，為不低于92℃的工業純水洗滌，洗滌液固比為1：1，洗滌次數4～5次，所述工業純水，其電導率≤10us/cm，步驟4)中，所述Ⅰ溶液為含鋰的飽和硫酸鈉溶液，Li2O約為1.1g/L。