从包含锂盐的水性液中回收锂的方法与流程

[]本发明涉及一种从包含锂盐的水性液中回收锂的方法。

背景技术：

0、[背景技术]

1、近年来，锂作为锂离子二次电池等锂离子电池的原料而受到关注，作为其供给源，除了从废旧锂电池再循环以外，还已知矿物、盐水、海水等。上述盐水从天然盐湖中得到，通常以氯化锂的形式含有锂。上述盐水中含有的锂的浓度为1g/l左右。

2、因此，将从天然盐湖中得到的上述盐水供给至露天蒸发池，使其自然蒸发一年以上而浓缩，除去mg、ca、b等杂质后，使碳酸锂析出并回收。但是，通过自然蒸发将上述盐水浓缩的方法存在如下问题：上述盐水的浓缩需要长时间，而且容易受到天气等自然条件的影响，进而在浓缩过程中锂与其他杂质形成盐而失去，在硫酸盐溶解于上述盐水的情况下，由于硫酸锂在水中的溶解度较小，该盐水中的锂会以硫酸锂的形式析出，因此无法从该盐水中完全回收锂。

3、另一方面，作为从上述盐水中回收碳酸锂的方法，已知向上述盐水中添加磷、磷酸或磷酸盐而生成磷酸锂并进行浓缩的方法(例如，参照专利文献1)。

4、专利文献1记载的方法为，向上述磷酸锂中添加铝盐，制备包含该磷酸锂和该铝盐的浆料，将该浆料的ph调节为3.8～4.6的范围，从而使该浆料所含的磷酸根离子(po43-)和铝离子(al3+)以磷酸铝(alpo4)的形式沉淀后，将磷酸铝(alpo4)过滤除去，得到粗制锂盐水溶液。根据专利文献1的记载，上述粗制锂盐水溶液进一步通过ph调节、使用离子交换膜的处理等，将杂质除去来提纯，制成高纯度锂盐水溶液，向该高纯度锂盐水溶液中添加碳酸钠等碳酸盐，得到碳酸锂。

5、另外，专利文献1记载了氯化铝、硫酸铝、硫酸钾铝和硝酸铝这四种化合物作为上述铝盐。

6、[现有技术文献]

7、专利文献

8、专利文献1：中国专利申请公开第108675323号说明书

技术实现思路

0、[技术实现要素：]

1、发明所要解决的课题

2、在专利文献1记载的方法中，存在以下缺点：调节包含磷酸锂和铝盐的浆料的ph，沉淀的磷酸铝(alpo4)的过滤性较差，过滤出该磷酸铝的操作需要长时间，且实施该方法的设备较大。

3、近年来，寻求使用小型设备在短时间内从溶解有锂盐的水性液中回收锂的方法，但这样的方法尚未得到提供。本发明要解决的课题是提供一种使用小型设备在短时间内从溶解有锂盐的水性液中回收锂的方法。

4、用于解决课题的手段

5、本发明人们鉴于上述课题反复进行研究，发现从包含锂盐的水性液中回收锂的以下方法能够解决上述课题，该方法包括在包含锂盐的水性液中生成氢氧化铝的氢氧化铝生成工序。本发明是基于上述见解而完成的。

6、本发明涉及一种从包含锂盐的水性液中回收锂的方法，该方法包括在包含锂盐的水性液中生成氢氧化铝的氢氧化铝生成工序。

7、优选地，本发明的从包含锂盐的水性液中回收锂的方法，其包括：磷酸化工序，将磷酸铝和碱金属氢氧化物水溶液添加到包含锂盐的水性液中，生成包含磷酸锂和氢氧化铝的固形物；第一固液分离工序，分离所述固形物；ph调节工序，向使在所述第一固液分离工序中分离出的固形物悬浮在水中而得到的悬浮液中添加无机酸，将该悬浮液的ph调节为2～3；第二固液分离工序，对在所述ph调节工序中得到的磷酸铝和锂盐水溶液进行固液分离；以及锂分离工序，从在所述第二固液分离工序中得到的锂盐水溶液中以选自由碳酸锂和氢氧化锂组成的组中的至少一种的形式分离锂，将在所述第二固液分离工序中得到的磷酸铝再利用于所述磷酸化工序。本发明的从包含锂盐的水性液中回收锂的方法能够对在所述ph调节工序中得到的磷酸铝和锂盐水溶液迅速地进行固液分离，因此提供一种使用小型设备在短时间内从溶解有锂盐的水性液中回收大量锂的方法。

8、优选地，所述锂分离工序包括碳酸化工序，将在所述第二固液分离工序中得到的锂盐水溶液碳酸化，得到碳酸锂。

9、另外，优选地，所述锂分离工序包括膜电解工序，使用离子交换膜对在所述第二固液分离工序中得到的锂盐水溶液进行膜电解，得到氢氧化锂水溶液。

10、优选地，作为在所述膜电解工序中使用的电力，使用可再生能源。

11、更优选地，作为在所述膜电解工序中使用的电力，使用选自由太阳能发电和风力发电组成的组中的至少一种。

12、优选地，在所述ph调节工序中使用的所述无机酸包括选自由盐酸、硫酸和硝酸组成的组中的至少一种。

13、优选地，本发明的从包含锂盐的水性液中回收锂的方法，其包括以下工序：将由以锂为0.1～70g/l的范围的方式包含锂盐且作为原料的第一锂盐水溶液得到的包含磷酸锂与氢氧化铝的混合物的第一浆料的ph调节为2～3的范围，得到磷酸铝的沉淀；从包含该磷酸锂与氢氧化铝的混合物的第一浆料中过滤除去该磷酸铝的沉淀，得到第二锂盐水溶液；以及从向所述第二锂盐水溶液中添加铝盐而得到的第二浆料中过滤除去磷酸铝的沉淀，得到高纯度锂盐水溶液，以满足下述条件(1)或(2)的方式制备该第二浆料。

14、条件(1)：4.5≤第二浆料的ph≤7

15、条件(2)：7＜第二浆料的ph≤8且al/p≥3

16、其中，al表示作为第二浆料所含的化合物中的元素的铝的质量，p表示作为第二浆料所含的化合物中的元素的磷的质量。

17、优选地，向所述第一锂盐水溶液中添加铝盐和磷酸，并将ph调节为8～14的范围，从而得到所述磷酸锂与氢氧化铝的混合物。

18、更优选地，向选自由所述第一锂盐水溶液和所述第二锂盐水溶液组成的组中的至少一种中添加从选自由所述第一浆料和所述第二浆料组成的组中的至少一种中过滤出的所述磷酸铝的沉淀。

19、优选地，在将由所述第一锂盐水溶液得到的包含所述磷酸锂与氢氧化铝的混合物的第一浆料的ph调节为2～3的范围之前，从包含该磷酸锂与氢氧化铝的混合物的第一浆料中过滤出该磷酸锂与氢氧化铝的混合物，并使过滤出的该磷酸锂与氢氧化铝的混合物分散于比该第一锂盐水溶液更少量的水中，得到浓缩的包含磷酸锂与氢氧化铝的混合物的第一浆料。

20、更优选地，本发明的从包含锂盐的水性液中回收锂的方法，其包括在50℃以下由所述第二浆料生成磷酸铝的工序。

21、[附图的简单说明]

22、图1是示出本发明的从包含锂盐的水性液中回收锂的方法的一个实施方式的说明图。

23、图2是示出本发明的从包含锂盐的水性液中回收锂的方法的锂分离工序的一个实施方式的说明图。

24、图3是示出本发明的从包含锂盐的水性液中回收锂的方法中使用的离子交换膜电解槽的结构的说明性截面图。

25、图4是示出本发明的从包含锂盐的水性液中回收锂的方法的另一实施方式的流程图。

技术特征：

1.一种从包含锂盐的水性液中回收锂的方法，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的从包含锂盐的水性液中回收锂的方法，其特征在于，包括：

3.根据权利要求2所述的从包含锂盐的水性液中回收锂的方法，其特征在于：

4.根据权利要求2所述的从包含锂盐的水性液中回收锂的方法，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的从包含锂盐的水性液中回收锂的方法，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的从包含锂盐的水性液中回收锂的方法，其特征在于：

7.根据权利要求2至6中任一项所述的从包含锂盐的水性液中回收锂的方法，其特征在于：

8.根据权利要求1所述的从包含锂盐的水性液中回收锂的方法，其特征在于，包括以下工序：

9.根据权利要求8所述的从包含锂盐的水性液中回收锂的方法，其特征在于：

10.根据权利要求9所述的从包含锂盐的水性液中回收锂的方法，其特征在于：

11.根据权利要求8所述的从包含锂盐的水性液中回收锂的方法，其特征在于：

12.根据权利要求8至11中任一项所述的从包含锂盐的水性液中回收锂的方法，其特征在于，

技术总结本发明提供一种使用小型设备在短时间内从溶解有锂盐的水性液中回收锂的方法。从包含锂盐的水性液中回收锂的方法包括在包含该锂盐的水性液中生成氢氧化铝的氢氧化铝生成工序。在该锂回收方法的一个实施方式中，优选再利用磷酸铝来回收锂。另外，在该锂回收方法的另一实施方式中，优选地，从由第一锂盐水溶液得到的包含磷酸锂与氢氧化铝的混合物的第一浆料中除去磷酸铝而得到第二锂盐水溶液，将向该第二锂盐水溶液中添加铝盐而得到的第二浆料调节为特定的条件，从该第二锂盐水溶液中过滤除去磷酸铝的沉淀，得到高纯度锂盐水溶液。技术研发人员：山田庆太,佐久间幸雄,平冈太郎,井上博人受保护的技术使用者：株式会社安积理研技术研发日：技术公布日：2024/8/5