一种锂辉石酸浸液制备电池级单水氢氧化锂的方法技术

本发明专利技术涉及从锂辉石酸浸液中回收提取锂的技术领域，具体是一种锂辉石酸浸液制备电池级单水氢氧化锂的方法，包括以下步骤：锂辉石酸浸液采用纳滤膜分离出含锂的一价离子液与含铝的高价离子液，一价离子液经蒸发浓缩后进行两段化学沉淀除杂，除杂后液再采用离子交换树脂进行深度除杂，后采用双极膜分离出硝酸溶液与氢氧化锂溶液。氢氧化锂溶液经在线式浓缩结晶得到粗制单水氢氧化锂与富集结晶母液1以用于两段化学除杂，粗制单水氢氧化锂重结晶得到电池级单水氢氧化锂。本发明专利技术通过系统内部回收结晶母液自循环，实现除杂工序无其它辅料消耗及杂质元素的引入，减少了物料回收及分离工序，大幅降低了生产成本，在保证产品品质的同时提升锂回收率。时提升锂回收率。时提升锂回收率。

【技术实现步骤摘要】
一种锂辉石酸浸液制备电池级单水氢氧化锂的方法


[0001]本专利技术涉及从锂辉石酸浸液中回收提取锂的
，具体是一种锂辉石酸浸液制备电池级单水氢氧化锂的方法。

技术介绍

[0002]得益于目前储能行业发展迅猛，锂资源成为了近期人们高度关注的矿产资源。单水氢氧化锂作为生产储能材料的前端原料，目前已有众多的制备工艺。
[0003]从锂辉石浸出液中制备电池级单水氢氧化锂涉及到除杂工段，目前主要采用石灰、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液等强碱性物质处理，在中和残酸的同时实现沉淀大部分杂质离子，此后开展制备单水氢氧化锂的工作。上述工艺在除杂过程中将引入大量Na
+
、CO
32
‑
等离子及除杂渣，这部分离子在结晶单水氢氧化锂过程中将进入结晶产品中，严重降低产品品质，增加提纯工序，同时难以提高锂离子的回收率。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种锂辉石酸浸液制备电池级单水氢氧化锂的方法，其将系统内产生的结晶母液返回系统内再使用，尤其是发现制备单水氢氧化锂过程中铁铝钙镁总含量超过0.01g/L时的结晶母液1(此时的母液中富集杂质且含部分锂，其既能具有足够的碱性用于沉淀，又能将母液和一价离子浓缩液中的大量杂质进行足量沉淀而去除)可以作为沉淀剂，既能实现制备电池级单水氢氧化锂，同时又能在不引入其他杂质元素保证产品回收率、提高锂回收率的同时，减少了辅料消耗及分离工序，降低了生产成本。
[0005]本专利技术的方法是将锂辉石酸浸液采用纳滤膜分离出含锂的一价离子液(以下称一价离子液)与含铝的高价离子液(以下称高价离子液)。高价离子液用于制备工业级氧化铝产品；一价离子液经蒸发浓缩后进行两段化学沉淀除杂，除杂后液再采用离子交换树脂进行深度除杂作业，经深度除杂后的料液采用双极膜分离出硝酸溶液以及氢氧化锂溶液。其中硝酸溶液返回用于原料浸出工序；氢氧化锂溶液经在线式浓缩结晶得到粗制单水氢氧化锂与结晶母液1，且在线富集结晶母液1，粗制单水氢氧化锂重结晶得到电池级单水氢氧化锂与结晶母液2。将制备单水氢氧化锂过程中铁铝钙镁总含量超过0.01g/L时的富集结晶母液1返回除杂工段用于一价离子液浓缩后的两段化学除杂，结晶母液2返回离子交换树脂深度除杂工段用于树脂的再生。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]步骤S1：将锂辉石酸浸液采用纳滤膜分离，得到含锂的一价离子液(以下简称一价离子液)与含铝的高价离子液(以下简称高价离子液)；
[0008]步骤S2：将步骤S1中的高价离子液用于回收工业级氧化铝，步骤S1中的一价离子液进行蒸发浓缩得到一价离子浓缩液；
[0009]步骤S3：将步骤S2中的一价离子浓缩液采用结晶母液1作为沉淀剂进行两段化学沉淀除杂，得到除杂渣1、除杂渣2以及除杂后液；
[0010]步骤S4：将步骤S3中的除杂后液采用离子交换树脂进行深度除杂，得到树脂后液，且所述离子交换树脂吸附达到饱和后进行树脂解吸及再生过程；所述深度除杂的条件包括：树脂后液中Mn
2+
、Ca
2+
、Mg
2+
、Fe
3+
、Al
3+
总含量低于1mg/L；
[0011]步骤S5：将步骤S4中的树脂后液采用双极膜分离，得到硝酸溶液与氢氧化锂溶液；
[0012]步骤S6：步骤S5中的硝酸溶液回收用于锂辉石原料浸出，氢氧化锂溶液经在线式浓缩结晶(即浓缩后结晶)得到粗制单水氢氧化锂与结晶母液1，且在线富集结晶母液1，并在富集结晶母液1中铁、铝、钙、镁总含量超过0.01g/L时移出该富集结晶母液1；
[0013]其中，所述在线式浓缩结晶中，将制备粗制单水氢氧化锂过程中铁铝钙镁总含量超过0.01g/L时的富集结晶母液1作为沉淀剂返回至步骤S3用于两段化学沉淀除杂；
[0014]步骤S7：将步骤S6中所得的粗制单水氢氧化锂进行溶解浓缩重结晶(即浓缩后重结晶)，得到电池级单水氢氧化锂与结晶母液2；
[0015]步骤S8：将步骤S7中的结晶母液2作为碱液返回用于步骤S4中树脂的解吸及再生过程，完成再生的树脂将在步骤S4中循环使用。
[0016]本专利技术针对该特定组成的锂辉石酸浸液，各步骤能更好的发挥协同分离锂和去除杂质的作用，更利于获得更低杂质含量的电池级单水氢氧化锂。
[0017]优选地，步骤S2中，一价离子浓缩液中Li
+
浓度为15
‑
25g/L，该优选方案是为后续双极膜分离酸碱提供适宜的离子浓度，以便于高效分离锂。
[0018]优选地，步骤S3中所述两段化学沉淀除杂中第一段化学除杂的终点pH值为6
‑
8，第二段化学除杂的终点pH值为10
‑
12。
[0019]更优选地，所述第一段化学除杂、第二段化学除杂的沉淀剂均采用富集结晶母液1。
[0020]在上述优选方案中，适宜的除杂终点pH值以及均采用富集结晶母液1，更利于与沉淀剂富集结晶母液1发挥协同作用，使得富集结晶母液1在满足沉淀所需碱性的同时能够刚好最大化的沉淀富集结晶母液和一价离子浓缩液中的杂质。
[0021]优选地，步骤S6、步骤S7中浓缩结晶与浓缩重结晶的浓缩倍数分别控制在3
‑
8倍。
[0022]更优选地，步骤S6中所述浓缩结晶的浓缩倍数控制在4
‑
6倍。该优选方案更利于在结晶出足量单水氢氧化锂的同时限制杂质离子进入结晶。
[0023]优选地，步骤S8中开展树脂再生过程时控制结晶母液2中LiOH质量分数为5％
‑
10％，更利于实现充分快速再生。
[0024]通过上述技术方案，本专利技术的有益效果为：
[0025]本专利技术提供一种锂辉石酸浸液制备电池级氢氧化锂并将系统内产生的结晶母液循环利用的技术方案，该专利技术可将结晶单水氢氧化锂产生的母液返回至除杂工艺与树脂再生工艺，实现了需要净化回收的结晶母液中锂离子的简洁高效回收利用，在不引入其他杂质离子保证产品品质的同时，提高锂回收率，且极大地降低了生产成本。
[0026]其中重要的是，本专利技术的专利技术人研究发现，于在线式浓缩结晶过程中，在制备粗制单水氢氧化锂时，铁铝钙镁总含量超过0.01g/L时的富集结晶母液1中富集杂质且含部分锂，该母液具有足够的碱性用于沉淀，其所含的富集杂质又能和一价离子浓缩液中的大量杂质汇聚后促进在特定碱性条件下的快速沉淀而被有效去除，配合特定条件下的后续深度除杂，从而既能提高锂离子回收率，又能实现在不引入其他杂质离子的情况下保证产品品
质，同时极大地降低了生产成本。而在相同条件下，若两段化学沉淀除杂过程中，采用其他条件(不满足粗制单水氢氧化锂中铁铝钙镁总含量超过0.01g/L时获得的富集结晶母液1)下的富集结晶母液1，会导致粗制单水氢氧化锂的直收率降低，采用其他外来常规强碱性沉淀剂，会导致成本高且引入外来杂质。而在相同条件下，若深度除本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂辉石酸浸液制备电池级单水氢氧化锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：将锂辉石酸浸液采用纳滤膜分离，得到含锂的一价离子液与含铝的高价离子液；步骤S2：将步骤S1中的高价离子液用于回收工业级氧化铝，步骤S1中的一价离子液进行蒸发浓缩得到一价离子浓缩液；步骤S3：将步骤S2中的一价离子浓缩液采用沉淀剂进行两段化学沉淀除杂，得到除杂渣1、除杂渣2以及除杂后液；步骤S4：将步骤S3中的除杂后液采用离子交换树脂进行深度除杂，得到树脂后液，且所述离子交换树脂吸附达到饱和后进行树脂解吸及再生过程；所述深度除杂的条件包括：树脂后液中Mn
2+
、Ca
2+
、Mg
2+
、Fe
3+
、Al
3+
总含量低于1mg/L；步骤S5：将步骤S4中的树脂后液采用双极膜分离，得到硝酸溶液与氢氧化锂溶液；步骤S6：步骤S5中的硝酸溶液回收用于锂辉石原料浸出，氢氧化锂溶液经在线式浓缩结晶得到粗制单水氢氧化锂与结晶母液1，且在线富集结晶母液1，并在富集结晶母液1中铁、铝、钙、镁总含量超过0.01g/L时移出该富集结晶母液1；其中，将制备粗制单水氢氧化锂过程中铁、铝、钙、镁总含量超过0.01g/L时的富集结晶母液1作为沉淀剂返回至步骤S3用于两段化学沉淀除杂；步骤S7：将步骤S6中所得的粗制单水氢氧化锂进行再溶解浓缩重结晶，得到电池级单水氢氧化锂与结晶母液2；步骤S8：将步骤S7中的结晶母液2返回用于步骤S4中树脂解吸及再生过程，完成再生的离子交换树脂在步骤S4中循环使用。2.根据权利要求1所述的方案，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭杨，何永，赵林，但勇，赵澎，姜茂强，刘芸秀，
申请(专利权)人：四川顺应锂材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：