磷酸锂的制备方法、氢氧化锂的制备方法及碳酸锂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种磷酸锂的制备方法，包括：使含锂溶液穿过铝类吸附剂而使锂吸附于所述铝类吸附剂的步骤；使蒸馏水或锂浓度低于所述含锂溶液的水溶液穿过所述吸附了锂的铝类吸附剂而收得含锂解吸液的步骤；及向所述含锂解吸液投入磷供应物质而收得磷酸锂的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磷酸锂的制备方法、氢氧化锂的制备方法及碳酸锂的制备方法
本专利技术的实施方式涉及磷酸锂的制备方法、氢氧化锂的制备方法及碳酸锂的制备方法，更具体而言，涉及一种从盐水有效制备磷酸锂的方法。
技术介绍
最近，随着电动汽车等相关市场的快速成长，锂二次电池的需求飞速增加。锂是锂二次电池核心原料，而碳酸锂或氢氧化锂是锂的原料物质，因此，碳酸锂或氢氧化锂的需求也迅速增加。这种碳酸锂或氢氧化锂一般将盐水或海水等中包含的锂提取为磷酸锂形态后，转换成碳酸锂或氢氧化锂而制备。但是，海水由于锂含量低至0.17mg/L水平，存在锂提取效率低、生产成本比其他锂原料高的问题。另外，为了从盐水提取锂，通过自然蒸发等工序而使锂浓度浓缩至既定水平后，需进行回收工序，因而存在生产率下降的问题。因此，迫切需要开发一种能够从含锂溶液高效提取锂的技术。
技术实现思路
要解决的技术课题本实施例旨在提供一种能够从含锂溶液经济高效地制备磷酸锂、氢氧化锂或碳酸锂的制备方法。解决技术问题的手段在本专利技术一个实施方式中，提供一种磷酸锂的制备方法，包括：使含锂溶液穿过铝类吸附剂而使锂吸附于所述铝类吸附剂的步骤；使蒸馏水或锂浓度低于所述含锂溶液的水溶液穿过所述吸附了锂的铝类吸附剂而收得含锂解吸液的步骤；及向所述含锂解吸液投入磷供应物质而收得磷酸锂的步骤。在所述向所述含锂解吸液投入磷供应物质而收得磷酸锂的步骤之前，可以还包括去除所述含锂解吸液内杂质的步骤。去除所述含锂解吸液内杂质的步骤可以是：使所述含锂解吸液穿过1价离子与2价离子的透过度不同的过滤膜而以物理方式分离杂质的步骤；向所述含锂解吸液投入沉淀剂而去除杂质的步骤；或者，以利用1价阳离子选择性渗透膜的电渗析方法去除杂质的步骤。在所述杂质去除步骤中去除的杂质可以为2价阳离子。所述2价阳离子可以包含钙、镁及锶中至少一种。在去除所述杂质的步骤中投入的沉淀剂可以为氢氧化钠(NaOH)、碳酸钠(Na2CO3)、氢氧化钙(Ca(OH)2)、硫酸钠(Na2SO4)、氢氧化铵(NH4OH)、碳酸铵((NH4)2CO3)、硫酸铵((NH4)2SO4)及氢氧化钾(KOH)中至少一种。在去除所述杂质的步骤中投入的沉淀剂可以为碳酸钠(Na2CO3)。在去除所述杂质的步骤中投入的沉淀剂的含量以杂质离子当量为基准可以为1当量至2当量范围。在向所述含锂解吸液投入磷供应物质而收得磷酸锂的步骤之前，可以还包括：利用所述电渗析器来浓缩含锂解吸液的步骤；或利用逆渗透方法来浓缩含锂解吸液的步骤。所述电渗析器可以依次配置包括负极分离膜的负极室、使阴离子选择性地透过的阴离子选择型渗透膜、使阳离子选择性地透过的阳离子选择型渗透膜及包括正极分离膜的正极室。所述浓缩的锂的浓度可以为1g/L至15g/L。在向所述含锂解吸液投入磷供应物质而收得磷酸锂的步骤中，可以将pH调节剂与磷供应物质一同投入。所述含锂溶液的锂浓度可以为0.1g/L至2.0g/L。所述铝类吸附剂可以包括吸附剂粉末及粘合剂。所述铝类吸附剂可以包括氢氧化铝。所述收得含锂解吸液的步骤可以使所述蒸馏水或锂浓度低于所述含锂溶液的水溶液，以所述吸附锂的铝类吸附剂的体积为基准，穿过0.5倍至10倍的含量而执行。优选地可以按0.5～3倍执行。就所述收得含锂解吸液的步骤而言，可以使所述蒸馏水或锂浓度低于所述含锂溶液的水溶液，以所述吸附了锂的铝类吸附剂的体积为基准，穿过0.5倍至3倍的含量，收得的解吸液可以在以后工序中利用，超过3倍使用的解吸液可以在下次锂吸附剂的解吸中再利用。所述含锂解吸液包含的锂的浓度可以为0.2g/L至2.0g/L。优选地可以为1.0～1.5g/L。利用所述电渗析器来浓缩含锂解吸液的步骤可以执行2次以上。在本专利技术另一实施方式中，提供一种氢氧化锂的制备方法，包括：使含锂溶液穿过铝类吸附剂而使锂吸附于所述铝类吸附剂的步骤；使蒸馏水或锂浓度低于所述含锂溶液的水溶液穿过所述吸附了锂的铝类吸附剂而收得含锂解吸液的步骤；及将所述含锂解吸液投入双极电渗析器而收得氢氧化锂水溶液的步骤。在本专利技术另一实施方式中，提供一种碳酸锂的制备方法，包括：使含锂溶液穿过铝类吸附剂而使锂吸附于所述铝类吸附剂的步骤；使蒸馏水或锂浓度低于所述含锂溶液的水溶液穿过所述吸附了锂的铝类吸附剂而收得含锂解吸液的步骤；将所述含锂解吸液投入双极电渗析器而收得氢氧化锂水溶液的步骤；及使所述收得的氢氧化锂水溶液碳酸化而收得碳酸锂的步骤。在本专利技术另一实施方式中，提供一种碳酸锂的制备方法，包括：使含锂溶液穿过铝类吸附剂而使锂吸附于所述铝类吸附剂的步骤；使蒸馏水或锂浓度低于所述含锂溶液的水溶液穿过所述吸附了锂的铝类吸附剂而收得含锂解吸液的步骤；及使所述解吸液碳酸化而收得碳酸锂的步骤。此时，作为碳酸化方法，可以利用使含锂溶液与碳酸化气体(例如二氧化碳)反应的方法。或者，也可以利用向含锂溶液投入碳酸盐而收得碳酸锂的方法。此时，作为使用的碳酸盐的一个示例，可以利用碳酸钠(Na2CO3)。专利技术效果根据实施例，利用铝类吸附剂而从含锂溶液吸附锂后，进行利用电渗析的浓缩工序后制备磷酸锂，因而即使从锂含量低的溶液，也可以经济、高效地制备磷酸锂。附图说明图1概略地显示一个实施例的磷酸锂的制备方法。在图2中，根据一个实施例，显示了根据解吸步骤穿过的蒸馏水的流量而收得的溶液中包含的各元素的含量。图3概略地显示了在一个实施例的氢氧化锂的制备方法中，利用双极电渗析器来制备氢氧化锂水溶液的方法。图4是不同蒸馏水量的解吸液内锂的浓度分析结果。图5是只将不同蒸馏水量的解吸液中的一部分用于后续工序时的解吸液内锂的浓度分析结果。具体实施方式下面以附图为参考，对本专利技术的多个实施例进行详细说明，以便本专利技术所属
的普通技术人员能够容易地实施。本专利技术可以以多种不同的形态实施，本专利技术不限于在此说明的实施例。为了明确说明本专利技术，省略与说明无关的部分，在通篇说明书中，对相同或类似的构成要素赋予相同的附图标记。另外，在图中显示的各构成的大小及厚度为了说明的便利而任意显示，因而本专利技术并非必须限定于图示的内容。在通篇说明书中，当提到某部分“包括”某构成要素时，只要没有特别相反的记载，则不排除其他构成要素，而是意味着可以还包括其他构成要素。在附图中，为了明确表现多层及区域而放大显示厚度。在通篇说明书中，针对类似的部分，赋予相同的附图标号。当提到层、膜、区域、板等部分在其他部分“上面”时，不仅是在其他部分“紧上面”的情形，也包括在其中间存在其他部分的情形。相反，当提到某部分在其他部分“紧上面”时，意思是中间没有其他部分。下面参照附图，对本专利技术实施例的磷酸锂的制备方法进行详细说明。图1概略地显示一个实施例的磷酸锂的制备方法。如果参考图1，本记载本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磷酸锂的制备方法，包括：/n使含锂溶液穿过铝类吸附剂而使锂吸附于所述铝类吸附剂的步骤；/n使蒸馏水或锂浓度比所述含锂溶液更低的水溶液穿过所述吸附了锂的铝类吸附剂而收得含锂解吸液的步骤；及/n向所述含锂解吸液投入磷供应物质而收得磷酸锂的步骤。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171222 KR 10-2017-0178668;20171222 KR 10-2017-011.一种磷酸锂的制备方法，包括：
使含锂溶液穿过铝类吸附剂而使锂吸附于所述铝类吸附剂的步骤；
使蒸馏水或锂浓度比所述含锂溶液更低的水溶液穿过所述吸附了锂的铝类吸附剂而收得含锂解吸液的步骤；及
向所述含锂解吸液投入磷供应物质而收得磷酸锂的步骤。


2.根据权利要求1所述的磷酸锂的制备方法，其中，
在所述向所述含锂解吸液投入磷供应物质而收得磷酸锂的步骤之前，
还包括去除所述含锂解吸液内杂质的步骤。


3.根据权利要求2所述的磷酸锂的制备方法，其中，
去除所述含锂解吸液内杂质的步骤是：
使所述含锂解吸液穿过1价离子与2价离子的透过度不同的过滤膜而以物理方式分离杂质的步骤；
向所述含锂解吸液投入沉淀剂而去除杂质的步骤；或者，
以利用1价阳离子选择性渗透膜的电渗析方法去除杂质的步骤。


4.根据权利要求2所述的磷酸锂的制备方法，其中，
在所述杂质去除步骤中去除的杂质为2价阳离子。


5.根据权利要求4所述的磷酸锂的制备方法，其中，
所述2价阳离子包括钙、镁及锶中至少一种。


6.根据权利要求3所述的磷酸锂的制备方法，其中，
在去除所述杂质的步骤中投入的沉淀剂为氢氧化钠(NaOH)、碳酸钠(Na2CO3)、氢氧化钙(Ca(OH)2)、硫酸钠(Na2SO4)、氢氧化铵(NH4OH)、碳酸铵((NH4)2CO3)、硫酸铵((NH4)2SO4)及氢氧化钾(KOH)中至少一种。


7.根据权利要求3所述的磷酸锂的制备方法，其中，
在去除所述杂质的步骤中投入的沉淀剂为碳酸钠(Na2CO3)。


8.根据权利要求3所述的磷酸锂的制备方法，其中，
在去除所述杂质的步骤中投入的沉淀剂的含量以杂质离子当量为基准为1当量至2当量范围。


9.根据权利要求1所述的磷酸锂的制备方法，其中，
在向所述含锂解吸液投入磷供应物质而收得磷酸锂的步骤之前，还包括：
利用所述电渗析器来浓缩含锂解吸液的步骤；或
利用逆渗透方法来浓缩含锂解吸液的步骤。


10.根据权利要求9所述的磷酸锂的制备方法，其中，
所述电渗析器依次配置包括负极分离膜的负极室、使阴离子选择性地透过的阴离子选择型渗透膜、使阳离子选择性地透过的阳离子选择型渗透膜及包括正极分离膜的正极室。


11.根据权利要求9所述的磷酸锂的制备方法，其中，
所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贤雨，朴运炅，梁赫，朴光锡，鞠承泽，金畿永，李相吉，郑宇喆，韩基天，金珠英，高永善，魏镇烨，
申请(专利权)人：株式会社POSCO，浦项产业科学研究院，
类型：发明
国别省市：韩国;KR