[發明專利]一種磷酸鋰制備磷酸和氫氧化鋰的工藝

在審

• 申請號: 202211727466.2
• 申請日: 2022-12-30
• 公開（公告）號: CN116239090A
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 何晟;楊本仙;方瑋娟;樓照;樓永通
• 申請（專利權）人: 杭州藍然技術股份有限公司
• 主分類號: C01B25/22
• 分類號: C01B25/22;C01D15/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

本發明公開了一種磷酸鋰制備磷酸和氫氧化鋰的工藝，屬于化工和鋰電池新能源生產領域。本發明的工藝主要包括四隔室電滲析裝置?三隔室雙極膜電滲析裝置，利用四隔室電滲析裝置將硫酸和含磷酸二氫鋰、磷酸氫二鋰的混合溶液通過電滲析復分解反應生成磷酸溶液和硫酸鋰溶液，再將去除高價金屬離子的硫酸鋰溶液通入三隔室雙極膜電滲析裝置，制備得到硫酸溶液和氫氧化鋰溶液。本發明提供一種將磷酸鋰高效轉化為具有價值的磷酸和氫氧化鋰，且不產生其他副產物的工藝。

技術領域

本發明屬于化工和鋰電新能源生產領域，具體涉及一種磷酸鋰制備磷酸和氫氧化鋰的工藝。

背景技術

鋰廣泛用于電池工業、陶瓷業、玻璃業、鋁工業、潤滑劑、制冷劑、核工業及光電行業等新興應用領域，而磷酸鋰主要用于生產彩色熒光粉、特種玻璃、光盤材料等，也可用作催化劑。隨著信息技術及電動車市場的快速發展，對鋰電池的需求也大幅增加。

目前，公開號為CN201780077954.4的已公開中國專利中，提出用混酸(鹽酸、硫酸和硝酸)溶解磷酸鋰，然后再用堿性物料將溶解的鋰轉化成氫氧化鋰。這種方法雖然可以回用大量鋰離子，但需要消耗大量酸和堿，且會產生大量混酸，轉化工藝和提純工藝較為復雜。因此，目前亟需一種將磷酸鋰高效轉化為具有高價值的磷酸和氫氧化鋰，且不產生其他副產物的工藝。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，并提供一種磷酸鋰制備磷酸和氫氧化鋰的工藝。

本發明提供了一種磷酸鋰制備磷酸和氫氧化鋰的工藝，具體如下：

S1：利用第一磷酸溶液，將高純磷酸鋰鹽溶解成磷酸二氫鋰和磷酸氫二鋰的混合溶液；

S2：基于四隔室電滲析裝置，利用第一硫酸溶液和所述混合溶液，通過電滲析復分解反應生成第二磷酸溶液和硫酸鋰溶液；

S3：將所述硫酸鋰溶液去除高價金屬離子后，通入三隔室雙極膜電滲析裝置中，制備得到第二硫酸溶液和氫氧化鋰溶液。

作為優選，獲得所述高純磷酸鋰鹽的方法具體如下：用水清洗磷酸鋰鹽原料以去除雜質，隨后用200-500目的濾布過濾以得到高純磷酸鋰鹽。

作為優選，所述步驟S1中，第一磷酸溶液的當量濃度為1-2N，混合溶液的當量濃度為3N。

作為優選，所述步驟S2中，第一硫酸溶液的當量濃度為2N，生成的第二磷酸溶液當量濃度為1-2N，生成的硫酸鋰溶液當量濃度為2-3N。

作為優選，所述步驟S2所得第二磷酸溶液回用至步驟S1中并作為第一磷酸溶液使用；所述步驟S3所得第二硫酸溶液回用至步驟S2中并作為第一硫酸溶液使用。

作為優選，所述步驟S3中，第二硫酸溶液的當量濃度為2N，氫氧化鋰溶液的當量濃度為2N。

作為優選，所述步驟S3中，將硫酸鋰溶液通過離子交換凈化技術以去除高價金屬離子。

作為優選，所述四隔室電滲析裝置由陽離子交換膜和陰離子交換膜交替排列形成的第一淡水室、第一濃水室、第二淡水室和第二濃水室構成，第一淡水室、第一濃水室、第二淡水室和第二濃水室分別通入第一硫酸溶液、純水、混合溶液和純水；在電場力作用下，第一濃水室和第二濃水室分別得到第二磷酸溶液和硫酸鋰溶液。

作為優選，所述三隔室雙極膜電滲析裝置包括與直流電源相連的陽極板、陰極板以及夾在陽極板和陰極板之間的膜堆，所述膜堆由至少一個電滲析單元組成且膜堆兩端均為雙極膜；所述電滲析單元是由雙極膜、陰離子交換膜、陽離子交換膜和雙極膜依次排列構成的三隔室結構，所述三隔室分別為雙極膜和陰離子交換膜構成的酸室、陰離子交換膜和陽離子交換膜構成的鹽室、陽離子交換膜和雙極膜構成的堿室。

進一步的，所述酸室、鹽室和堿室分別通入純水、硫酸鋰溶液和純水，在電場力作用下，酸室和堿室分別得到第二硫酸溶液和氫氧化鋰溶液。