[發明專利]一種聯合生產鋰電池原材料、碳酸鈣和硫酸鈣的方法

在審

• 申請號: 202211629152.9
• 申請日: 2022-12-19
• 公開（公告）號: CN115676857A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 李向民;李家騰
• 申請（專利權）人: 唐山潤達納米高新鈣業有限公司
• 主分類號: C01D15/08
• 分類號: C01D15/08;C01F11/46;C01F11/18;B82Y40/00
• 代理公司: 唐山順誠專利事務所(普通合伙) 13106
• 代理人: 于文順

本發明涉及一種聯合生產鋰電池原材料、碳酸鈣和硫酸鈣的方法，屬于金屬鋰生產及原材料的預處理技術領域。技術方案是：在碳酸鋰或氫氧化鋰生產工藝中，將硫酸鈉溶液中加入氫氧化鈣溶液，產生碳酸鈉溶液或氫氧化鈉溶液再回用到生產工序，循環利用；所述氫氧化鈣溶液和二氧化碳，來自碳酸鈣生產工藝中的副產品，同時，硫酸鈉溶液中加入氫氧化鈣溶液還生產晶須硫酸鈣。本發明的有益效果是：將現有碳酸鋰或氫氧化鋰生產工藝與碳酸鈣和晶須硫酸鈣的生產工藝結合起來，進行聯合生產，相互取長補短，增加利用，實現能夠節能降耗，增加產品的附加值。

技術領域

本發明涉及一種聯合生產鋰電池原材料、碳酸鈣和硫酸鈣的方法，屬于金屬鋰生產及原材料的預處理技術領域。

背景技術

隨著電動汽車、儲能、3C電子、電動工具、受控熱核反應等領域的發展，動力鋰電材料產業飛速發展。另一方面，全球對清潔能源需求的高漲，鋰的戰略地位凸顯，鋰供應安全已經被鋰資源短缺的工業化國家列為戰略資源安全保障范圍。隨著新能源和新材料領域對碳酸鋰的市場需求擴大，如何充分地利用鋰資源，同時兼顧節能降耗是企業和社會共同關心的話題。

碳酸鋰和氫氧化鋰都是生產鋰電池的原材料，碳酸鋰的價格一直都比氫氧化鋰更低一些。制備碳酸鋰主要采用硫酸法，通過硫酸與鋰輝石反應得到硫酸鋰，在硫酸鋰溶液中加入碳酸鈉，再進行析出烘干從而制備碳酸鋰；制備氫氧化鋰主要采用堿法制備。

碳酸鋰,特別是電池級碳酸鋰是用于制備鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料及磷酸鐵鋰等鋰離子電池正極材料。已有技術生產碳酸鋰的過程中，沉鋰工序的沉鋰溶液為硫酸鈉溶液，不能循環使用，需要變成硫酸鈉粉末，進行蒸發結晶并烘干，大量耗能且原料損失大；例如：中國發明專利號2016107297910名稱“復合生產高純單水氫氧化鋰、高純碳酸鋰和電池級碳酸鋰的方法”、專利申請號2021114732984名稱“一種碳酸鋰的制備方法”等等。

氫氧化鋰用于制備高鎳三元電池，采用氫氧化鋰生產出的電池產品通常性能更為優異。已有技術生產氫氧化鋰的過程中，苛化槽加入氫氧化鈉溶液，經過凍硝工序后，最終得到氫氧化鋰產品；凍硝工序過濾出的硫酸鈉溶液，不能循環使用，需要變成硫酸鈉粉末，進行蒸發結晶并烘干，大量耗能且原料損失大，造成生產成本增加。

碳酸鈣，特別是納米碳酸鈣又稱超微細碳酸鈣，具有多種工業用途，所述納米碳酸鈣，指原始粒徑在80-120 目的碳酸鈣。硫酸鈣，包括晶須硫酸鈣，都是重要的化工原料。碳酸鈣和硫酸鈣的生產是成熟的已有技術，但是生產過程中產生的副產品難以循環利用，增加耗能和原料損失。如果將生產鋰電池原材料與生產碳酸鈣及硫酸鈣工藝相結合，進行聯合生產，可以實現節能降耗。

發明內容

本發明目的是提供一種聯合生產鋰電池原材料、碳酸鈣和硫酸鈣的方法，將現有碳酸鋰或氫氧化鋰生產工藝與碳酸鈣和硫酸鈣的生產工藝結合起來，進行聯合生產，相互取長補短，增加利用，實現能夠節能降耗，增加產品的附加值，解決背景技術中存在的問題。

本發明的技術方案是：

一種聯合生產碳酸鋰、碳酸鈣和硫酸鈣的方法，在碳酸鋰生產工藝中，硫酸鋰浸出工序加入碳酸鈣溶液中和，生成硫酸鋰完成液進入沉鋰工序加入碳酸鈉，再進行析出烘干從而制備碳酸鋰；其特別之處在于：將沉鋰工序的沉鋰溶液上清液中加入氫氧化鈣溶液和二氧化碳，產生碳酸鈉溶液再回用到沉鋰工序，循環利用，所述沉鋰溶液上清液為硫酸鈉溶液；所述上清液中加入氫氧化鈣溶液和二氧化碳工序同時生成副產品硫酸鈣；所述加入的氫氧化鈣溶液和二氧化碳來自碳酸鈣生產工藝中的副產品氫氧化鈣溶液和二氧化碳，碳酸鈣生產工藝同時生產碳酸鈣溶液及碳酸鈣產品；所述碳酸鈣生產過程中產生的碳酸鈣溶液，加入碳酸鋰生產工藝的硫酸鋰浸出工序浸出漿料中，調整pH值。

所述上清液中加入氫氧化鈣和二氧化碳工序生產硫酸鈣，硫酸鈣用于生產晶須硫酸鈣。

所述沉鋰溶液上清液為沉鋰工序濃密機的硫酸鈉溶液上清液，經濃密機溢流槽溢出；所述碳酸鈣生產工藝的碳酸鈉溶液，為300g/L 的碳酸鈉溶液，加入沉鋰工序的結晶沉鋰槽中。