[發明專利]一種碳酸氫鋰溶液高效脫碳制備電池級碳酸鋰的方法

在審

• 申請號: 202010553431.6
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111547748A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 洪侃
• 申請（專利權）人: 贛州有色冶金研究所
• 主分類號: C01D15/08
• 分類號: C01D15/08;C01B32/50
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 趙進;顏勇

本發明公開了一種碳酸氫鋰溶液高效脫碳制備電池級碳酸鋰的方法，將飽和碳酸氫鋰溶液進行負壓反應后固液分離，即得電池級碳酸鋰。本發明利用飽和碳酸氫鋰溶液脫碳產生氣體的特性，首次提出利用負壓強化CO₂的脫除，使碳酸氫鋰脫碳能在相對低的溫度下進行，避免了加熱、蒸發水產生的能耗，所得氣體為純凈的CO₂氣體，而不是水蒸氣和CO₂的混合氣體；同時避免了碳酸氫鋰母液中雜質的濃縮，CO₂和濾液可一同直接返回氫化工序，制得的產品碳酸鋰含量符合電池級碳酸鋰標準(YS/T582?2013)。

技術領域

本發明屬于碳酸鋰制備技術領域，涉及一種電池級碳酸鋰的制備方法，具體涉及一種碳酸氫鋰溶液高效脫碳制備電池級碳酸鋰的方法。

背景技術

碳酸鋰是鋰行業最重要、最基礎的鋰鹽，碳酸鋰的純度直接決定了后續產品質量，工業上制備電池級碳酸鋰主要以工業級碳酸鋰與CO₂氣體為原料，先將工業級碳酸鋰氫化為飽和碳酸氫鋰溶液，隨后進行脫碳處理，目前工業上主流脫碳工藝為高溫蒸發脫碳工藝，此工藝脫碳溫度一般在85℃以上，輔以外加攪拌增大傳熱與傳質，利用高溫將碳酸氫鋰中CO₂脫去轉化為碳酸鋰沉淀，反應終點鋰含量約在2g/L左右。反應方程式如式(1)所示：

2LiHCO₃(aq)＝Li₂CO₃(s)+CO₂(g)+H₂O(g) (1)

由式(1)可知，此工藝在脫去CO2的同時也會蒸發溶液中的水分，雖然水分的蒸發能在一定程度上對碳酸氫鋰溶液進行濃縮，提高了碳酸鋰收率，但水分蒸發結晶的過程將帶走大量的熱能，造成大量能耗損失，增大冶煉成本，且濃縮后的碳酸氫鋰母液中雜質含量也大大提高，無法回用至氫化工藝，只能進行蒸發結晶制備工業級碳酸鋰原料，造成了資源的浪費。

因此，開發一種新型高效的碳酸氫鋰脫碳工藝已成為制備電池級碳酸鋰工業中亟待解決的難題。

發明內容

為了解決現有碳酸氫鋰脫碳制備電池級碳酸鋰過程中存在的問題，本發明的目的是在于提供一種碳酸氫鋰溶液高效脫碳制備電池級碳酸鋰的方法，利用飽和碳酸氫鋰溶液脫碳產生氣體的特性，首次提出利用負壓強化CO₂的脫除，使碳酸氫鋰脫碳能在相對低的溫度下進行，避免了加熱、蒸發水產生的能耗，所得氣體為純凈的CO₂氣體，而不是水蒸氣和CO₂的混合氣體；同時避免了碳酸氫鋰母液中雜質的濃縮，CO₂和濾液可一同直接返回氫化工序，制得的產品碳酸鋰含量符合電池級碳酸鋰標準(YS/T582-2013)。

為了實現上述技術目的，本發明采用如下技術方案：

一種碳酸氫鋰溶液高效脫碳制備電池級碳酸鋰的方法，將飽和碳酸氫鋰溶液進行負壓反應后固液分離，即得電池級碳酸鋰。

作為優選，所述飽和碳酸氫鋰溶液是以工業碳酸鋰為原料，經CO₂氫化制得，其中飽和碳酸氫鋰溶液中的鋰含量為8.0-8.5g/L。

作為優選，所述負壓反應的溫度為20-45℃。

作為優選，所述負壓反應的壓力為0.095-0.085Mpa。

作為優選，所述負壓反應的時間為10-60min。

作為優選，固液分離后得到的濾液直接返回工業級碳酸鋰氫化工序作為氫化料液。

技術原理與效果：