[發(fā)明專利]一種利用含氟鋰尾料回收制備碳酸鋰的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210969842.2
• 申請日: 2022-08-12
• 公開（公告）號(hào): CN115246651B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳宇鵬;檀智祥;林海強(qiáng);劉雅婷;陳傳林;韓恒;蘇俊
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州天賜高新材料股份有限公司
• 主分類號(hào): C01F7/54
• 分類號(hào): C01F7/54;C01D15/08
• 代理公司: 廣州市科豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44467
• 代理人: 羅嘯秋

本發(fā)明屬于鋰離子電池材料及電解鋁廢料資源化利用技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種利用含氟鋰尾料回收制備碳酸鋰的方法。所述方法包括將含氟鋰尾料與硫酸混合反應(yīng)，收集氟化氫，剩余溶液經(jīng)過濾分離不溶物后加入碳酸氫鋇反應(yīng)，得到混合沉淀和含鋰溶液，將混合沉淀采用氫氧化鈉溶液溶解，得到含鋁溶液；將含鋰溶液與氫氧化鈉反應(yīng)或熱解，得到碳酸鋰和純堿溶液；再將所得氟化氫和不溶物、含鋁溶液和純堿溶液混合反應(yīng)，得到冰晶石產(chǎn)品。本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)了含氟鋰尾料中鋰元素的回收利用，將其轉(zhuǎn)化為鋰離子電池材料用的碳酸鋰，并能夠?qū)崿F(xiàn)含氟鋰尾料的全資源化利用和完全無害化處理，對于緩解鋰資源缺乏及實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型具有顯著意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子電池材料及電解鋁廢料資源化利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用含氟鋰尾料回收制備碳酸鋰的方法。

背景技術(shù)

碳酸鋰是生產(chǎn)鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料及磷酸鐵鋰等鋰離子電池正極材料以及電解液的重要原料。鋰離子電池廣泛應(yīng)用于手機(jī)、電腦、新能源汽車、儲(chǔ)能等領(lǐng)域，隨著新能源汽車與儲(chǔ)能行業(yè)的快速發(fā)展，以及全社會(huì)加快綠色低碳轉(zhuǎn)型的大背景下，對于鋰資源的需求也持續(xù)攀升，同時(shí)也導(dǎo)致了鋰資源的價(jià)格持續(xù)走高。基于此背景，對于工業(yè)含鋰廢料中鋰元素的資源回收利用具有顯著的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益。

部分鋁土礦中會(huì)伴生氧化鋰，在電解鋁過程中會(huì)加入促溶劑六氟鋁酸鈉，在電解過程中會(huì)慢慢富集氟化鋰和六氟鋁酸鈉，然后統(tǒng)一清槽，產(chǎn)生含氟鋰尾料。含氟鋰尾料中含鋰約有0.5~5%，含氟40~50%，含鋁10~25%，并含有大量的鈉元素。

現(xiàn)有技術(shù)中，一般回收含氟鋰尾料中的氟元素制備成氟化氫、氟化鋁等鹽類物質(zhì)，或回收其中的鋰元素制備碳酸鋰。其產(chǎn)品單一，不能充分利用其中的所有元素，仍會(huì)造成資源的浪費(fèi)和環(huán)境的污染。

專利CN 112777621 A公開了一種回收利用含氟廢物制備氟化鋁的方法，包括以下步驟：(1)將含氟廢料用研磨機(jī)進(jìn)行研磨；(2)將研磨后的含氟廢料與濃硫酸進(jìn)行共混，在高溫條件下進(jìn)行混煉；(3)收集反應(yīng)生成的氣相，并將其進(jìn)行降溫加壓得到液體氟化氫；(4)將液體氟化氫進(jìn)行精餾，得到無水氟化氫；(5)將步驟(4)制得的無水氟化氫氣化加熱，與氫氧化鋁進(jìn)行反應(yīng)生成氟化鋁；(6)將未反應(yīng)的含氟尾氣用水洗滌，制備成低濃度的氫氟酸；(7)將低濃度的氫氟酸進(jìn)行精餾得到無水氟化氫。該專利技術(shù)只能回收利用含氟廢物中的氟元素，而對于其中含有的鋰元素、鋁元素、鈉元素等均未得到有效回收利用。

專利CN 110240182 A公開了一種富鋰鋁電解質(zhì)的資源化處理方法，先將待處理富鋰鋁電解質(zhì)熱處理獲得產(chǎn)物A；以水溶性無機(jī)鹽為浸出劑在水中對焙燒產(chǎn)物A進(jìn)行浸出處理后，過濾，獲得濾渣B和濾液B；向?yàn)V液B中加入堿或其水溶液，除去濾液B中的鋁離子，獲得濾液C；向?yàn)V液C中加入水溶性碳酸鹽或其水溶液，使得濾液C中的鋰離子轉(zhuǎn)化為碳酸鋰沉淀后，過濾，獲得碳酸鋰和濾液D。該專利技術(shù)雖然回收其中的鋰元素制備碳酸鋰，但碳酸鋰沉淀過程易混入其它雜質(zhì)，純度無法保證，且對于其中的氟元素、鈉元素均未得到有效利用。

專利CN 113249578 A公開了一種鋁電解產(chǎn)生的含氟廢料的資源化處理方法及氟化鋁產(chǎn)品，使用氯化鋁溶液來浸出廢電解質(zhì)，利用浸出液含氯離子特性使用電解裝置對浸出液進(jìn)行電解，陰極源源不斷析出氫氧根，從而得到羥基氟化鋁沉淀和濾液；所得羥基氟化鋁可使用濕法或（/和）干法處理工藝，轉(zhuǎn)化得到高純度氟化鋁；所得濾液繼續(xù)電解調(diào)節(jié)pH，以沉淀方式除去溶液中鋁、氟及鈣離子，所得濾液蒸發(fā)濃縮后加入碳酸鈉沉鋰。該發(fā)明雖然將含氟廢料中有價(jià)Al、F、Li分別轉(zhuǎn)化為氟化鋁及碳酸鋰產(chǎn)品，但工藝復(fù)雜，能耗較高。