[發明專利]一種生產電池級碳酸鋰或高純碳酸鋰的工業化方法有效
| 申請號: | 201210015979.0 | 申請日: | 2012-01-18 |
| 公開(公告)號: | CN102583453A | 公開(公告)日: | 2012-07-18 |
| 發明(設計)人: | 蘇康;杜洪文;向東 | 申請(專利權)人: | 四川長和華鋰科技有限公司 |
| 主分類號: | C01D15/08 | 分類號: | C01D15/08 |
| 代理公司: | 成都高遠知識產權代理事務所(普通合伙) 51222 | 代理人: | 李高峽 |
| 地址: | 611830 四川*** | 國省代碼: | 四川;51 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 生產 電池 碳酸鋰 高純 工業化 方法 | ||
1.一種生產電池級碳酸鋰或高純碳酸鋰的工業化方法,其特征在于:它包括如下步驟:
(一)碳化:取碳酸鹽型鋰源,其中Li2O含量為5.0~40.3%w/w,置于氫化反應釜中進行一次或兩次以上碳化處理,得碳酸鋰濕精品;
(二)將一次碳化處理所得的碳酸鋰濕精品烘干后,即得電池級碳酸鋰;或,將兩次以上碳化處理所得的碳酸鋰濕精品烘干后,即得高純碳酸鋰。
2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于:步驟(一)所述碳化處理包括如下步驟:
I氫化:將粒徑≤80μm的碳酸鹽型鋰源,與純水、母液、洗水的一種或幾種的混合液,加入氫化反應釜中,通入CO2至液體pH為7.0~8.5,即得氫化液;
II除雜:在上述氫化液中加入沉淀劑或者絡合劑,使雜質沉淀或者以穩定水溶性絡合物存在;
III沉鋰:將步驟II處理的氫化液加熱攪拌或加入LiOH攪拌,固液分離,得碳酸鋰粗品,母液用于步驟I中循環使用;
IV洗滌:將碳酸鋰粗品用純水加熱攪拌后離心,洗水用于步驟I中循環使用,沉淀為碳酸鋰濕精品。
3.根據權利要求2所述的方法,其特征在于:所述氫化反應釜包括罐體(1)、循環管(2)和循環泵(3),其中,循環管(2)一端與罐體(1)底部相連通,循環管(2)的另一端與罐體(1)的中部相連通,循環泵(3)設置在循環管(2)內。
4.根據權利要求3所述的方法,其特征在于:在步驟I的氫化過程中,氫化反應釜內的溫度為0~50℃,CO2的壓強為0.1~0.5MPa;氫化反應釜的循環管(2)中物料的流速為2~8m/s。
5.根據權利要求2~4任意一項所述的方法,其特征在于:第一次碳化時,步驟III中碳酸鋰粗品中Ca2+≤0.0050%、Mg2+≤0.010%時,母液用于步驟I循環使用;步驟IV中碳酸鋰濕精品中Ca2+≤0.0050%、Mg2+≤0.010%時,洗水用于步驟I循環使用;
第二次碳化時,步驟III中碳酸鋰粗品中Ca2+≤0.001%、Mg2+≤0.001%時,母液用于步驟I循環使用;步驟IV中碳酸鋰濕精品中Ca2+≤0.001%、Mg2+≤0.001%時,洗水用于步驟I循環使用。
6.根據權利要求2~5所述的方法,其特征在于:步驟III中采用加熱攪拌的方法沉鋰,其中,溫度為85~100℃,恒溫攪拌10~60min;或,步驟III中采用加入LiOH的方法沉鋰,其中,LiHCO3∶LiOH=1∶0.5~1.2w/w,攪拌10~60min;
步驟IV洗滌的條件為,碳酸鋰粗品:純水的質量體積比為1∶2~5w/v,在70~100℃下恒溫攪拌10~60min。
7.根據權利要求2所述的方法,其特征在于:步驟II的除雜工藝中,所述沉淀劑為草酸、草酸鋰、草酸鈉、磷酸、磷酸鋰、磷酸鈉、磷酸二氫鋰、磷酸二氫鈉、硫化鈉、硫代乙酰胺中的一種或兩種以上的組合物,所述絡合劑為乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸鋰鹽、乙二胺四乙酸鈉鹽中的一種或兩種以上的組合物。
8.根據權利要求1~7所述的方法,其特征在于:步驟(一)所述碳酸鹽型鋰源中,Li2O含量為32.0~40.3%w/w,該碳酸鹽型鋰源無需預處理,直接進行碳化處理;
或,碳酸鹽型鋰源中含有Li2O≤32.0%w/w,該碳酸鹽型鋰源先進行預處理后,再進行碳化處理;其中,預處理方法如下:
(1)第一次鋰鈉分離:取碳酸鹽型鋰源,加入純水或/和含鈉液體中,加熱攪拌,固液分離,得含鋰沉淀A;第二次鋰鈉分離:將含鋰沉淀A加入純水中,加熱攪拌,固液分離,即得含鋰沉淀B,分離后的溶液為含鈉液體并用于第一次鋰鈉分離中循環使用;或,
(2)先將碳酸鹽型鋰源煅燒粉碎后,再經步驟(1)處理。
9.根據權利要求8所述的方法,其特征在于:第一次鋰鈉分離、第二次鋰鈉分離過程中,固液質量體積比為1∶2~5w/v,加熱溫度為70~100℃,攪拌轉速為50~200r/min,鋰鈉分離時間10~60min。
10.根據權利要求8所述的方法,其特征在于:步驟(一)所述碳酸鹽型鋰源中Li2O的含量為32.0~40.3%w/w時,選用工業級碳酸鋰或其次品作為鋰源;
或,步驟(一)所述碳酸鹽型鋰源中Li2O≤32.0%w/w時,選用碳酸鹽型鹽湖鋰精礦作為鋰源。
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