[發明專利]一種鋰輝石酸浸液制備電池級單水氫氧化鋰的方法

在審

• 申請號: 202310178008.6
• 申請日: 2023-02-28
• 公開（公告）號: CN116332208A
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 彭楊;何永;趙林;但勇;趙澎;姜茂強;劉蕓秀
• 申請（專利權）人: 四川順應鋰材料科技有限公司
• 主分類號: C01D15/02
• 分類號: C01D15/02
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波;王睿

本發明涉及從鋰輝石酸浸液中回收提取鋰的技術領域，具體是一種鋰輝石酸浸液制備電池級單水氫氧化鋰的方法，包括以下步驟：鋰輝石酸浸液采用納濾膜分離出含鋰的一價離子液與含鋁的高價離子液，一價離子液經蒸發濃縮后進行兩段化學沉淀除雜，除雜后液再采用離子交換樹脂進行深度除雜，后采用雙極膜分離出硝酸溶液與氫氧化鋰溶液。氫氧化鋰溶液經在線式濃縮結晶得到粗制單水氫氧化鋰與富集結晶母液1以用于兩段化學除雜，粗制單水氫氧化鋰重結晶得到電池級單水氫氧化鋰。本發明通過系統內部回收結晶母液自循環，實現除雜工序無其它輔料消耗及雜質元素的引入，減少了物料回收及分離工序，大幅降低了生產成本，在保證產品品質的同時提升鋰回收率。

技術領域

本發明涉及從鋰輝石酸浸液中回收提取鋰的技術領域，具體是一種鋰輝石酸浸液制備電池級單水氫氧化鋰的方法。

背景技術

得益于目前儲能行業發展迅猛，鋰資源成為了近期人們高度關注的礦產資源。單水氫氧化鋰作為生產儲能材料的前端原料，目前已有眾多的制備工藝。

從鋰輝石浸出液中制備電池級單水氫氧化鋰涉及到除雜工段，目前主要采用石灰、氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液等強堿性物質處理，在中和殘酸的同時實現沉淀大部分雜質離子，此后開展制備單水氫氧化鋰的工作。上述工藝在除雜過程中將引入大量Na⁺、CO₃^2-等離子及除雜渣，這部分離子在結晶單水氫氧化鋰過程中將進入結晶產品中，嚴重降低產品品質，增加提純工序，同時難以提高鋰離子的回收率。

發明內容

本發明提供一種鋰輝石酸浸液制備電池級單水氫氧化鋰的方法，其將系統內產生的結晶母液返回系統內再使用，尤其是發現制備單水氫氧化鋰過程中鐵鋁鈣鎂總含量超過0.01g/L時的結晶母液1(此時的母液中富集雜質且含部分鋰，其既能具有足夠的堿性用于沉淀，又能將母液和一價離子濃縮液中的大量雜質進行足量沉淀而去除)可以作為沉淀劑，既能實現制備電池級單水氫氧化鋰，同時又能在不引入其他雜質元素保證產品回收率、提高鋰回收率的同時，減少了輔料消耗及分離工序，降低了生產成本。

本發明的方法是將鋰輝石酸浸液采用納濾膜分離出含鋰的一價離子液(以下稱一價離子液)與含鋁的高價離子液(以下稱高價離子液)。高價離子液用于制備工業級氧化鋁產品；一價離子液經蒸發濃縮后進行兩段化學沉淀除雜，除雜后液再采用離子交換樹脂進行深度除雜作業，經深度除雜后的料液采用雙極膜分離出硝酸溶液以及氫氧化鋰溶液。其中硝酸溶液返回用于原料浸出工序；氫氧化鋰溶液經在線式濃縮結晶得到粗制單水氫氧化鋰與結晶母液1，且在線富集結晶母液1，粗制單水氫氧化鋰重結晶得到電池級單水氫氧化鋰與結晶母液2。將制備單水氫氧化鋰過程中鐵鋁鈣鎂總含量超過0.01g/L時的富集結晶母液1返回除雜工段用于一價離子液濃縮后的兩段化學除雜，結晶母液2返回離子交換樹脂深度除雜工段用于樹脂的再生。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：

步驟S1：將鋰輝石酸浸液采用納濾膜分離，得到含鋰的一價離子液(以下簡稱一價離子液)與含鋁的高價離子液(以下簡稱高價離子液)；

步驟S2：將步驟S1中的高價離子液用于回收工業級氧化鋁，步驟S1中的一價離子液進行蒸發濃縮得到一價離子濃縮液；

步驟S3：將步驟S2中的一價離子濃縮液采用結晶母液1作為沉淀劑進行兩段化學沉淀除雜，得到除雜渣1、除雜渣2以及除雜后液；

步驟S4：將步驟S3中的除雜后液采用離子交換樹脂進行深度除雜，得到樹脂后液，且所述離子交換樹脂吸附達到飽和后進行樹脂解吸及再生過程；所述深度除雜的條件包括：樹脂后液中Mn²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺總含量低于1mg/L；

步驟S5：將步驟S4中的樹脂后液采用雙極膜分離，得到硝酸溶液與氫氧化鋰溶液；