一种沉锂母液去除碳酸根的方法技术

本发明专利技术提供了一种沉锂母液去除碳酸根的方法，所述方法包括沉锂母液和镍钴锰废水混合后进行反应，将沉锂母液中的碳酸根去除，制备得到碳酸镍钴锰渣。本发明专利技术在沉锂母液去除碳酸根的过程中不需要进行pH值调节，避免了酸液或者碱液的使用，能够将沉锂母液中的碳酸根含量大幅降低，从而实现了高效、简单、低成本地去除沉锂母液中的碳酸根。且在去除碳酸根的同时还制备了碳酸镍钴锰渣，碳酸镍钴锰渣能够用于三元正极材料的制备，达到了从镍钴锰废水中回收镍钴锰的作用。镍钴锰的作用。镍钴锰的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种沉锂母液去除碳酸根的方法


[0001]本专利技术属于环保
，涉及一种沉锂母液去除碳酸根的方法。

技术介绍

[0002]随着石油等传统能源的日益紧缺，新能源的发展越来越受到重视，特别是对锂电池的需求量在不断急剧增长。碳酸锂是锂电池的重要组成部分，工业上一般采用过量碳酸钠沉锂，固液分离后得到固体碳酸锂和沉锂母液，由于沉锂效率问题，沉锂母液中还含有较多的锂离子，如果这部分沉锂母液直接排放，会导致大量的锂损失。因此一般将沉锂母液蒸发浓缩再次进行沉锂，沉锂母液在进入蒸发系统前需要去除碳酸根，目前，工业上先用硫酸进行处理以去除沉锂母液中的碳酸根，再使用液碱将沉锂母液调值到中性后进入蒸发浓缩系统。
[0003]例如CN113912090A公开了一种沉锂母液苛化冷冻除芒硝回收高纯级碳酸锂的方法，其中指出向沉锂母液中加入一定量的氧化钙苛化搅拌，调节溶液pH＝12
‑
14，反应2.0
‑
8.5h，温度30
‑
60℃，过滤后得到碳酸钙沉淀和苛化液，去除了沉锂母液中的碳酸根。例如CN112158865A中公开了一种沉锂母液中锂元素回收循环利用的方法，其中碳酸锂的去除方法为向沉锂母液中加入盐酸，控制母液的pH值在4
‑
7范围内，加入盐酸的氯离子的摩尔量为溶液中碳酸根离子的摩尔量的1.5
‑
3.0倍，沉锂母液和盐酸混合后依次通过缓冲罐搅拌，边搅拌边加热，使得溶液中生成的二氧化碳排出，除去碳酸根。例如CN105347364A中公开了一种碳酸锂生产中沉锂母液闭环回收的方法，其中碳酸根的去除方法为：向沉锂母液中加入盐酸，控制母液的pH值在3.5
‑
6.5范围内，加入盐酸的氯离子的摩尔量为溶液中碳酸根离子的摩尔量的1.1
‑
3.0倍，通过搅拌、加热、自然蒸发、抽真空方式使得溶液中生成的二氧化碳尽快排出系统，达到除去碳酸根的目的。
[0004]但上述去除碳酸根的方法都较为繁琐，需要加入pH调节剂对母液的pH值进行调节，耗时较长，不利于扩大生产。
[0005]基于此，为了避免酸液和碱液的使用，需要专利技术一种高效绿色的沉锂母液去除碳酸根的方法。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种沉锂母液去除碳酸根的方法，本专利技术中将沉锂母液和镍钴锰废水混合后进行反应，以去除沉锂母液中的碳酸根，制备得到碳酸镍钴锰渣。
[0007]为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种沉锂母液去除碳酸根的方法，所述方法包括以下步骤：沉锂母液和镍钴锰废水混合后进行反应，将沉锂母液中的碳酸根去除，制备得到碳酸镍钴锰渣。
[0009]本专利技术中利用镍钴锰废水去除沉锂母液中的碳酸根，一方面，在碳酸根的去除过
程中无需调节沉锂母液的pH值，避免了酸液和碱液的使用，另一方面，在去除沉锂母液中碳酸根的同时还生成了碳酸镍钴锰渣，其能够用于三元正极材料的制备。
[0010]在本专利技术中，单独使用铝盐或者氧化钙无法很好地去除沉锂母液中的碳酸根，且在碳酸根去除后会引入较多的铝离子和钙离子，使得沉锂母液去除碳酸根后的一次滤液需进一步去除杂质离子后才能进行循环利用。
[0011]在本专利技术中，所述沉锂母液和镍钴锰废水反应的方程式如下：
[0012]xNi
2+
+yCo
2+
+(1
‑
x
‑
y)Mn
2+
+CO
32
‑
＝Ni
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
CO3↓
，其中，1＞x＞0，1＞y＞0，1＞1
‑
x
‑
y＞0，例如x为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9，例如y为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9，例如1
‑
x
‑
y为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9。
[0013]在本专利技术中，对三元正极材料的制备方法不作限定，示例性地，所述三元正极材料的制备方法包括：将碳酸镍钴锰渣和锂源混合后进行烧结，制备得到三元正极材料，其中，所述锂源包括但不限于碳酸锂、氢氧化锂或醋酸锂。
[0014]在本专利技术中，所述沉锂母液是指碳酸锂生产过程中排出的母液，所述沉锂母液中主要的离子为Li
+
，主要的杂质为CO
32
‑
。
[0015]在本专利技术中，所述镍钴锰废水是指从三元退役锂电池回收锂和镍钴锰后产生的废水，所述镍钴锰废水中主要的离子为镍离子、钴离子和锰离子。
[0016]优选地，所述镍钴锰废水中镍离子、钴离子和锰离子的总含量与所述沉锂母液中碳酸根含量的摩尔比为(0.7
‑
1.5):1，例如“0.7
‑
1.5”可以为0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4或1.5，优选为(0.8
‑
1.4):1。当镍钴锰废水中镍离子、钴离子和锰离子的总含量与所述沉锂母液中碳酸根含量的摩尔比小于0.7时，不能有效去除沉锂母液中的碳酸根，当镍钴锰废水中镍离子、钴离子和锰离子的总含量和沉锂母液中的碳酸根的含量比例合适时，才能既达到较好地去除沉锂母液中碳酸根的效果，又同时避免了多余杂质离子的引入。
[0017]优选地，所述反应的温度为50
‑
150℃，例如50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃或150℃。
[0018]优选地，所述反应的时间为1
‑
5h，例如1h、2h、3h、4h或5h。
[0019]优选地，所述反应后将反应体系中的液体和固体进行一次分离，得到一次滤液和碳酸镍钴锰渣。
[0020]本专利技术对一次分离的方法不作限定，示例性地，所述一次分离的方法包括但不限于压滤或抽滤。
[0021]优选地，对所述碳酸镍钴锰渣进行制浆水洗，制浆水洗的目的是将碳酸镍钴锰渣中的残余锂离子和碳酸根洗去。
[0022]优选地，所述制浆水洗后进行二次分离，得到二次滤液和碳酸镍钴锰洗渣。
[0023]本专利技术对二次分离的方法不作限定，示例性地，所述二次分离的方法包括但不限于压滤或抽滤。
[0024]优选地，所述二次滤液重新返回到所述沉锂母液中进行再利用。
[0025]所述二次滤液中包含锂离子和碳酸根，将所述二次滤液重新返回到所述沉锂母液中进行再利用，可以有效避免锂的损失。
[0026]优选地，所述二次滤液在返回到所述沉锂母液前进行蒸发浓缩。
[0027]优选地，所述制浆水洗包括：将所述碳酸镍钴锰渣和水混合形成碳酸镍钴锰浆。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沉锂母液去除碳酸根的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：沉锂母液和镍钴锰废水混合后进行反应，将沉锂母液中的碳酸根去除，制备得到碳酸镍钴锰渣。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述镍钴锰废水中镍离子、钴离子和锰离子的总含量与所述沉锂母液中碳酸根含量的摩尔比为(0.7
‑
1.5):1，优选为(0.8
‑
1.4):1。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述反应的温度为50
‑
150℃；优选地，所述反应的时间为1
‑
5h。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的方法，其特征在于，所述反应后将反应体系中的液体和固体进行一次分离，得到一次滤液和碳酸镍钴锰渣；优选地，对所述碳酸镍钴锰渣进行制浆水洗。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述制浆水洗后进行二次分离，得到二次滤液和碳酸镍钴锰洗渣；优选地，所述二次滤液重新返回到所述沉锂母液中进行再利用；优选地...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗耀文，李长东，乔延超，李波，陈若葵，阮丁山，
申请(专利权)人：湖南邦普循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：