[發明專利]一種制備鋰電池原材料的工藝

在審

• 申請號: 202211629157.1
• 申請日: 2022-12-19
• 公開（公告）號: CN115893458A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 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;C01D15/02;C30B7/10;C30B29/46;C30B29/62
• 代理公司: 唐山順誠專利事務所(普通合伙) 13106
• 代理人: 于文順

本發明涉及一種制備鋰電池原材料的工藝，屬于金屬鋰生產及原材料的預處理技術領域。技術方案是：將制備碳酸鋰和氫氧化鋰產生的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。本發明的有益效果是：取消了蒸發結晶，實現能夠節能降耗，降低生產成本，不僅符合國家雙碳的政策要求，同時可提高企業市場競爭力。

技術領域

本發明涉及一種制備鋰電池原材料的工藝，屬于金屬鋰生產及原材料的預處理技術領域。

背景技術

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。

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。

發明內容

本發明目的是提供一種制備鋰電池原材料的工藝，將制備碳酸鋰和氫氧化鋰產生的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，取消了蒸發結晶，能夠實現節能降耗，降低生產成本，解決背景技術中存在的問題。

本發明的技術方案是：

一種制備碳酸鋰的工藝，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。

所述沉鋰溶液上清液中加入氫氧化鈣溶液和二氧化碳工序，同時生產二水硫酸鈣濾餅，二水硫酸鈣濾餅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，送入硫酸鈣生產工序；所述產生碳酸鈉溶液，為300g/L?的碳酸鈉溶液，加入沉鋰工序的結晶沉鋰槽中。

所述二水硫酸鈣濾餅用水化法制備晶須硫酸鈣，包含如下流程：

1、將二水硫酸鈣濾餅溶于水，進行混合，得到硫酸鈣溶液；

2、將硫酸鈣溶液送入高壓釜，在壓力0.8/MPa的反應環境中，加熱到200℃的溫度，進行5小時反應，得到晶須硫酸鈣溶液；

3、將上述溶液在0.3?大氣壓的環境下，進行干燥處理，得到晶須硫酸鈣粉末；

4、晶須硫酸鈣粉末經粉碎、冷卻后包裝，獲得晶須硫酸鈣成品。

所述碳酸鋰為電池級碳酸鋰，所述電池級碳酸鋰指純度超過99.9%的碳酸鋰。

創新點：本發明將沉鋰工序的沉鋰溶液上清液（硫酸鈉溶液）中加入氫氧化鈣和二氧化碳，使得碳酸鈉可以循環使用。已有技術碳酸鋰生產工藝中的硫酸鈉溶液變成硫酸鈉粉末，需要進行蒸發結晶并烘干，大量耗能。采用本發明后，無需進行結晶和烘干，可實現燃料成本大幅降低，碳酸鈉溶液實現循環利用。

本發明加入的氫氧化鈣和二氧化碳，可以外購成品，也可以使用企業自身聯產生產的產品。

基于同一構思，本發明的另外一個實施方式：