一种分级沉锂技术生产高纯度碳酸锂的方法与流程

本发明涉及碳酸锂生产，特别是涉及分级沉锂技术生产高纯度碳酸锂的方法。

背景技术：

1、锂，已知最轻、原子核半径最小的银白色碱金属，锂及其化合物有许多特有的优良性能，被广泛用于玻璃、陶瓷、润滑、电子、冶金、医药、制冷、航空航天等领域。碳酸锂是一种重要的锂盐,其用途广泛，具有很强的市场应用价值。随着移动通讯设备、电动汽车的快速发展，对锂电池的需求量越来越大。钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂以良好的热稳定性、循环性、安全性、环保性等优势，均为锂离子蓄电池正极材料的首选。碳酸锂作为生产钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂的关键原料，需求量也随之日益增长。然而当前的制备方法中仍然存在不足，如专利cn 102432045b公开了一种从氯化物型盐湖卤水中提取超高纯度碳酸锂的方法，通过蒸发浓缩制取氯化锂浓缩液，纯化后使用碳酸氢铵水浆沉淀出碳酸锂，然后转化为碳酸氢锂溶液，过滤并脱碳，可以去除镁、钙离子和硫酸根离子等含量较多的杂质离子，但对盐湖卤水等锂源中的一些微量杂质或重金属离子没有去除，难以满足一些高纯度的应用要求。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种分级沉锂技术生产高纯度碳酸锂的方法，逐步去除杂质，提高锂的提取率和产品纯度。

2、本发明提供了一种分级沉锂技术生产高纯度碳酸锂的方法，包括以下步骤：

3、s1.预处理：对锂矿石或盐湖卤水进行预处理，得到含锂溶液；

4、s2.初级沉锂：控制s1步骤得到的含锂溶液的ph为9-11，温度为30-60℃，加入沉淀剂，搅拌，完成反应后让混合物静置，然后过滤或者离心，分离沉淀物与含锂溶液；这一步可以去除大部分的杂质，比如铝、锰、铜、铅、汞等重金属离子，

5、优选地，所述沉淀剂选自硫化物或氢氧化物类的一种或几种；

6、进一步优选地，所述硫化物类选自硫化钠或硫化氢钠的一种或几种，所述氢氧化物选自氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钙的一种或几种。

7、s3.中级沉锂：控制s2步骤得到的含锂溶液的ph为8-10，缓慢加入沉淀剂，完成反应后让混合物静置，然后过滤或者离心，分离沉淀物与含锂溶液；这一步可以进一步减少含锂溶液中的杂质，特别是轻金属和某些非金属离子，如钙、镁、铁、钡等，为最终的高纯度碳酸锂制备提供更洁净的原料，

8、优选地，所述沉淀剂选自磷酸盐或碳酸盐溶液的一种；

9、进一步优选地，所述磷酸盐类选自磷酸二氢钠或磷酸二氢钾的一种或几种，所述碳酸盐类选自碳酸钠或碳酸氢钠的一种或几种。

10、s4.精细沉锂：控制s3步骤得到的含锂溶液的ph为10-11，缓慢加入沉淀剂，完成反应后让混合物静置，然后过滤或者离心，分离沉淀物与含锂溶液；这一步是对锂液的深度净化，着重于去除微量杂质和细微的质量调整，所述沉淀剂选择选择针对微量杂质有效的沉淀剂。

11、优选地，所述沉淀剂选自氨基甲酸盐类、双云点盐类或有机高分子类的一种或几种；

12、进一步优选地，所述氨基甲酸盐类选自乙二胺四乙酸或三乙二胺六乙酸的一种或几种，所述双云点盐类选自十二烷基苯磺酸钠或十六烷基三甲基铵溴化物的一种或几种，所述有机高分子类选自瓜尔胶、瓜胶或海藻酸钠的一种或几种。

13、优选地，此步骤中控制沉淀剂缓慢加入，避免过快引起的沉淀物过度形成或其他副反应。

14、进一步优选地，搅拌速率控制在300-500rpm范围内，温度控制在25-40℃范围内；搅拌时间控制在30-60分钟。

15、s5.锂的沉淀：控制s4步骤得到的含锂溶液的ph为9-11，缓慢加入沉淀剂，搅拌，完成反应后让混合物静置，然后过滤或者离心得到碳酸锂沉淀，碳酸锂沉淀用去离子水洗涤，干燥后研磨得到锂沉淀粉末。

16、优选地，所述s5步骤中所述沉淀剂选自高分子凝聚剂或小分子沉淀剂的一种或几种；

17、进一步优选地，所述高分子凝聚剂选自聚丙烯酰胺、明胶或海藻酸盐的一种或几种，所述小分子沉淀剂选自十八酸亚钠或六偏磷酸钠的一种或几种。

18、优选地，所述锂矿石的预处理步骤包括破碎、筛分、浸出、浓缩的一种或几种，所述盐湖卤水的预处理步骤包括过滤、浓缩的一种或几种。

19、优选地，所述s2和s3步骤之间还包括离子交换纯化步骤。所述离子交换纯化步骤包括：对含锂溶液进行预处理，控制ph值为6-8，温度为20-60℃；缓慢地将含锂溶液通过离子交换柱，流速通常控制在2-8bv/h，收集经过离子交换处理后的含锂溶液。

20、优选地，所述离子交换纯化步骤之后还包括溶剂萃取步骤。所述溶剂萃取步骤包括将含锂溶液与萃取剂混合，充分反应，使得杂质从含锂溶液的水相转移到有机相中，再通过离心或重力沉降，分离水相和有机相。所述萃取液选自酮类、醚类或酯类的一种。

21、优选地，所述酮类选自甲基异丁基酮或环戊二酮的一种或几种；所述醚类选自乙醚、四氢呋喃或邻二甲苯的一种或几种；酯类选自二异opropyl酯、三丁基磷酸酯的一种或几种。

22、本发明具有如下有益效果：

23、本发明提供的分级沉锂技术生产高纯度碳酸锂的方法，通过预处理、初级沉锂、中级沉锂、精细沉锂和蒸发结晶等步骤，逐步去除杂质，提高锂的提取率和产品纯度，减少了环境污染，符合绿色化学的原则，相比传统方法，本技术具有更低的生产成本和更高的经济效益

技术特征：

1.一种分级沉锂技术生产高纯度碳酸锂的方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的分级沉锂技术生产高纯度碳酸锂的方法，其特征在于，所述s1步骤中所述锂矿石的预处理步骤包括破碎、筛分、浸出、浓缩的一种或几种，所述盐湖卤水的预处理步骤包括过滤、浓缩的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的分级沉锂技术生产高纯度碳酸锂的方法，其特征在于，所述s2步骤中所述沉淀剂选自硫化物或氢氧化物类的一种或几种；所述硫化物类选自硫化钠或硫化氢钠的一种或几种，所述氢氧化物选自氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钙的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的分级沉锂技术生产高纯度碳酸锂的方法，其特征在于，所述s3步骤中所述沉淀剂选自磷酸盐类或碳酸盐类的一种或几种；所述磷酸盐类选自磷酸二氢钠或磷酸二氢钾的一种或几种，所述碳酸盐类选自碳酸钠或碳酸氢钠的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的分级沉锂技术生产高纯度碳酸锂的方法，其特征在于，所述s4步骤中所述沉淀剂选自氨基甲酸盐类、双云点盐类或有机高分子类的一种或几种；所述氨基甲酸盐类选自乙二胺四乙酸或三乙二胺六乙酸的一种或几种，所述双云点盐类选自十二烷基苯磺酸钠或十六烷基三甲基铵溴化物的一种或几种，所述有机高分子类选自瓜尔胶、瓜胶或海藻酸钠的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的分级沉锂技术生产高纯度碳酸锂的方法，其特征在于，所述s5步骤中所述沉淀剂选自高分子凝聚剂或小分子沉淀剂的一种或几种；所述高分子凝聚剂选自聚丙烯酰胺、明胶或海藻酸盐的一种或几种，所述小分子沉淀剂选自十八酸亚钠或六偏磷酸钠的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的分级沉锂技术生产高纯度碳酸锂的方法，其特征在于，所述s2和s3步骤之间还包括离子交换纯化步骤，所述离子交换纯化步骤包括：对含锂溶液进行预处理，控制ph值为6-8，温度为20-60℃；缓慢地将含锂溶液通过离子交换柱，收集经过离子交换处理后的含锂溶液。

8.根据权利要求7所述的分级沉锂技术生产高纯度碳酸锂的方法，其特征在于，所述离子交换纯化步骤之后还包括溶剂萃取步骤。

9.根据权利要求8所述的分级沉锂技术生产高纯度碳酸锂的方法，其特征在于，所述溶剂萃取步骤包括将含锂溶液与萃取剂混合，充分反应，使得杂质从含锂溶液的水相转移到有机相中，再通过离心或重力沉降，分离水相和有机相。

10.根据权利要求9所述的分级沉锂技术生产高纯度碳酸锂的方法，其特征在于，所述萃取液选自酮类、醚类或酯类的一种。

技术总结本发明公开了一种分级沉锂技术生产高纯度碳酸锂的方法，通过预处理、初级沉锂、中级沉锂、精细沉锂和锂的沉淀等步骤，逐步去除杂质，提高锂的提取率和产品纯度，减少了环境污染，符合绿色化学的原则，相比传统方法，本技术具有更低的生产成本和更高的经济效益。技术研发人员：毛树林,董爱华,冷小武,卢俊菘受保护的技术使用者：江西协成锂业有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2