[發(fā)明專利]一種從含鋰低鎂鹵水中制備氫氧化鋰的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010216986.1
• 申請(qǐng)日: 2020-03-25
• 公開（公告）號(hào): CN111394745A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉麗慧;林佳靜;張如歌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 意定（上海）信息科技有限公司
• 主分類號(hào): C25B1/16
• 分類號(hào): C25B1/16;C25B9/08;C22B3/44;C22B26/12;C22B3/40
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 馬小星

本發(fā)明提供了一種從含鋰低鎂鹵水中制備氫氧化鋰的方法，涉及鹽湖提鋰技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用無機(jī)堿調(diào)節(jié)含鋰低鎂鹵水的pH值調(diào)節(jié)至10以上沉淀鈣和鎂，得到除鈣和鎂的含鋰鹵水；采用有機(jī)萃取劑萃取除鈣和鎂的含鋰鹵水中的鋰，得到含鈉和鉀的萃余液和含鋰負(fù)載有機(jī)相；再用無機(jī)酸溶液對(duì)含鋰負(fù)載有機(jī)相進(jìn)行反萃，得到鋰鹽溶液；將鋰鹽溶液純化后進(jìn)行電解，得到氫氧化鋰溶液；將氫氧化鋰溶液濃縮和析晶，得到氫氧化鋰和氫氧化鋰沉鋰母液。本發(fā)明方法操作簡(jiǎn)便，氫氧化鋰產(chǎn)品收率高、純度高，且材料循環(huán)利用率高、成本低，可連續(xù)化制備氫氧化鋰，特別適合地理位置偏遠(yuǎn)，原材料運(yùn)輸成本高，光伏發(fā)電和儲(chǔ)能度電成本低的西藏、青海、南美的鹽湖提鋰。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鹽湖提鋰技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種從含鋰低鎂鹵水中制備氫氧化鋰的方法。

背景技術(shù)

目前，鋰元素被廣泛用于鋰電池、玻璃、陶瓷、合金、潤(rùn)滑劑、醫(yī)藥等各領(lǐng)域中。根據(jù)鋰資源的來源，可以將其分為鹵水型和礦石型。礦石提鋰是對(duì)鋰輝石、鋰云母、透鋰長(zhǎng)石和鋰蒙托石等礦石進(jìn)行選礦、高溫煅燒、浸出、純化、濃縮和沉淀等工藝處理，這些工藝需要高的能量消耗，礦石提鋰的綜合成本較高，礦石提鋰的鋰鹽價(jià)格難以進(jìn)一步下降。與礦石資源不同，鹵水型鋰資源中存在著溶解態(tài)的鋰離子，相比礦石提鋰，鹽湖鹵水提鋰省去了高溫煅燒和浸出的過程，鹽湖提鋰天然地具有成本低的優(yōu)勢(shì)。

隨著電動(dòng)汽車?yán)m(xù)行里程的增長(zhǎng)，以特斯拉松下電池為代表的高鎳鋰電池成為行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，而生產(chǎn)高鎳鋰電池正極材料需要用到電池級(jí)氫氧化鋰，未來氫氧化鋰需求增長(zhǎng)率會(huì)明顯快于碳酸鋰。

目前鹽湖提鋰生產(chǎn)氫氧化鋰一般先以氯化鋰生產(chǎn)碳酸鋰，再以碳酸鋰為原料采用苛化的方法生產(chǎn)氫氧化鋰，該工藝路線冗長(zhǎng)復(fù)雜，鋰離子收率低，原輔材料成本高，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，產(chǎn)品質(zhì)量差。專利CN106011917A舍棄傳統(tǒng)方法，用鋰離子含量8～30g/L，鈉離子含量6～20g/L，鉀離子≤1500ppm，鈣、鎂離子總量≤0.15ppm，硫酸根及硼元素總量≤50ppm的氯化鋰溶液進(jìn)行離子膜電解槽電解，陽極側(cè)獲得淡鹽水、氯氣；陰極側(cè)獲得氫氣、氫氧化鋰和氫氧化鈉及微量氫氧化鉀的混合溶液。但該方法電解前的氯化鋰溶液中鈉離子和鉀離子濃度高，電解過程中產(chǎn)生不少氫氧化鈉和氫氧化鉀，這樣一是降低了電解產(chǎn)能、增加了電解成本，二是增加了將氫氧化鋰和氫氧化鈉及微量氫氧化鉀的混合溶液生產(chǎn)成電池級(jí)氫氧化鋰產(chǎn)品的成本和難度。專利CN100455512C中向鋰鹽溶液中加入氫氧化鈉之后，需要冷凍、過濾分離得到鈉鹽，再將過濾后的氫氧化鋰濾液蒸發(fā)濃縮再冷卻結(jié)晶得到氫氧化鋰一次粗品，再用去離子水重溶、除雜、過濾、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶最終得到氫氧化鋰產(chǎn)品。該方法整個(gè)生產(chǎn)過程中需要冷凍后再加熱蒸發(fā)，不僅蒸發(fā)器、冷凍設(shè)備投資數(shù)量多，能耗高；并且氫氧化鋰溶液在蒸發(fā)濃縮過程中還會(huì)有相當(dāng)一部分鋰被蒸發(fā)的蒸氣帶走，同時(shí)冷凍時(shí)從高濃度氫氧化鋰溶液中冷凍分離出來的鈉鹽表面也會(huì)帶走相當(dāng)一部分的鋰造成鋰的收率降低。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明目的在于提供一種從含鋰低鎂鹵水中制備氫氧化鋰的方法。本發(fā)明提供的方法操作簡(jiǎn)便，氫氧化鋰產(chǎn)品的收率高、純度高。

為了實(shí)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)明提供了一種從含鋰低鎂鹵水中制備氫氧化鋰的方法，包括以下步驟：

(1)采用無機(jī)堿調(diào)節(jié)含鋰低鎂鹵水的pH值至10以上沉淀鈣和鎂，得到除鈣和鎂的含鋰鹵水；所述含鋰低鎂鹵水中鋰的濃度為0.2～6g/L，鎂的濃度6g/L；

(2)采用有機(jī)萃取劑萃取所述除鈣和鎂的含鋰鹵水中的鋰，得到含鈉和鉀的萃余液和含鋰負(fù)載有機(jī)相；然后用無機(jī)酸溶液對(duì)所述含鋰負(fù)載有機(jī)相進(jìn)行反萃，得到鋰鹽溶液；所述無機(jī)酸溶液為二氧化碳和水的混合液、鹽酸、硫酸或硝酸；

(3)將所述鋰鹽溶液純化后進(jìn)行電解，得到氫氧化鋰溶液；當(dāng)步驟(2)中的無機(jī)酸溶液為硫酸或硝酸時(shí)，所述電解為雙極膜電滲析；當(dāng)步驟(2)中的無機(jī)酸溶液為二氧化碳和水的混合液或鹽酸時(shí)，所述電解為雙極膜電滲析或離子膜電解；