The invention discloses a preparation method of separation coupling of battery grade lithium hydroxide system based on membrane, which comprises the following steps: removing magnesium magnesium lithium separation, depth and concentration, acidity regulator, bipolar membrane electrodialysis and lithium hydroxide preparation; in the preparation method, through the separation of magnesium and lithium and magnesium in depth the other two valence ions and calcium magnesium lithium to achieve complete separation, the depth of removing magnesium lithium rich liquid to obtain concentrated liquid after acidity adjustment and enrichment obtained, followed by bipolar membrane electrodialysis, realize the separation of lithium and boron, lithium hydroxide to obtain enriched liquid and boron rich liquid enrichment liquid lithium hydroxide and hydrochloric acid. Enrichment liquid can be used for preparing high pure battery grade lithium hydroxide, and boron rich liquid can be prepared by boric acid, hydrochloric acid solution can be used to enrichment. According to the preparation method of the invention through the method of separation of the effective coupling using a variety of membrane, reduce energy consumption and cost by the Saline Lake brine as the raw materials for preparation of lithium hydroxide product, and has a very prominent environmental advantage.
【技术实现步骤摘要】
一种基于膜分离耦合法的电池级氢氧化锂制备方法
本专利技术属于盐湖资源综合利用
,具体来讲,涉及一种基于膜分离耦合法的电池级氢氧化锂制备方法。
技术介绍
锂矿石和卤水均为氢氧化锂的主要生产原料,此外也可由碳酸锂、硫酸锂等锂盐产品通过进一步加工制得氢氧化锂产品。其中,以卤水为原料生产氢氧化锂的主要方法包括:煅烧法、离子膜电解法、铝酸盐锂沉淀法等。按照加工方法,主要分为化学法和电解法两种方法;化学法主要是将碳酸锂进行苛化,而苛化过程中会得到浓度约3%的LiOH溶液,随后经过进一步的浓缩和结晶,得到纯度较高的氢氧化锂产品。锂电池一般需要纯度极高的氢氧化锂,钙、钠、氯等杂质元素需尽量去除,但是经过苛化反应得到的氢氧化锂产品中的杂质离子浓度很难进一步降低,需要经过复杂的工艺,例如利用钙基的离子交换树脂吸附的方法来进行提纯,这样会很大程度上增加生产过程的成本,而且还需要大量的后处理工艺,例如提纯和浓缩,也会很大程度上增加操作时间和操作成本。与化学苛化法相比,电解法所需的电压和能耗均较高,很大程度上影响了操作的安全性和经济性,并且会产生大量的Cl2气体,一方面对电极有很大腐蚀,另一方面其作为有害气体不能直接排放,需要做捕捉或回收工艺,其生产成本也会随之提高。因此,目前苛化法和电解法这两种制备氢氧化锂产品的常见工艺,由于上述的缺陷较难实现大规模的工业化应用,并且由于生产工艺成本较高,不利于盐湖氢氧化锂产品核心竞争力的提升。因此,亟需开发一种具有突出技术优势和成本优势的,由盐湖富锂卤水直接制备高纯的电池级氢氧化锂的方法。电渗析技术是一种电驱动的膜分离过程,能够利用电场的 ...
【技术保护点】
一种基于膜分离耦合法的电池级氢氧化锂制备方法,其特征在于,包括步骤:镁锂分离:以含锂溶液作为纳滤原水,并通过纳滤法进行镁锂分离,获得纳滤产水和纳滤浓水;其中,在所述含锂溶液中,Li
【技术特征摘要】
1.一种基于膜分离耦合法的电池级氢氧化锂制备方法,其特征在于,包括步骤:镁锂分离:以含锂溶液作为纳滤原水,并通过纳滤法进行镁锂分离,获得纳滤产水和纳滤浓水;其中,在所述含锂溶液中,Li+的浓度为0.05g/L~2.0g/L,Mg2+的浓度为0.25g/L~20.0g/L,镁锂比不超过200;在所述纳滤产水中,Li+的浓度为0.10g/L~2.50g/L,Mg2+的浓度为0.01g/L~2.4g/L,镁锂比为0.01~3.0;深度除镁:将所述纳滤产水通过离子交换法或沉淀法或超滤法进行深度除镁,所述纳滤产水中的镁离子和钙离子被去除,获得深度除镁液;其中,在所述深度除镁液中,Li+的浓度为0.05g/L~2.0g/L,Mg2+的浓度为0.1mg/L~20.0mg/L;酸度调节:将所述深度除镁液的pH调节至3.0~7.0,获得酸化深度除镁液;富集浓缩:将所述酸化深度除镁液通过膜浓缩系统进行富集浓缩,获得富锂浓缩液和淡化产水;其中,在所述富锂浓缩液中,Li+的浓度为2.0g/L~20.0g/L;在所述淡化产水中,Li+的浓度为0.01g/L~0.10g/L;双极膜电渗析:将所述富锂浓缩液经过双极膜电渗析系统处理,所述双极膜电渗析系统包括相对设置的阳极室和阴极室,所述阳极室和所述阴极室之间夹设有由双极膜、阴膜和阳膜交替排列组成的膜堆,所述双极膜包括相贴附的阳极膜和阴极膜,所述双极膜的阴极膜和所述阳膜相对形成碱室,所述双极膜的阳极膜和所述阴膜相对形成酸室,所述阳膜和所述阴膜相对形成料液室;向所述阳极室和所述阴极室中通入极液,向所述碱室中通入氢氧化锂溶液,所述酸室中通入盐酸溶液,同时向所述料液室中通入所述富锂浓缩液,在直流电场的作用下,所述富锂浓缩液中的Li+经所述阳膜进入所述碱室,并在所述碱室形成氢氧化锂富集液;所述富锂浓缩液中的Cl-经所述阴膜进入所述酸室,并在所述酸室形成盐酸富集液;在所述料液室形成富硼料液;氢氧化锂制备:所述氢氧化锂富集液经蒸发、结晶获得一水氢氧化锂粗品;所述一水氢氧化锂粗品经重结晶、干燥获得电池级氢氧化锂。2.根据权利要求1所述的电池级氢氧化...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵有璟,王敏,王怀有,李锦丽,李燕,
申请(专利权)人:中国科学院青海盐湖研究所,
类型:发明
国别省市:青海,63
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