一种多级吸附提锂制备磷酸二氢锂和镁基功能材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种多级吸附提锂制备磷酸二氢锂和镁基功能材料的方法。所述方法包括：将盐湖卤水依次进行一级吸附

【技术实现步骤摘要】
一种多级吸附提锂制备磷酸二氢锂和镁基功能材料的方法


[0001]本专利技术属于盐湖资源综合利用
，涉及一种多级吸附提锂制备磷酸二氢锂和镁基功能材料的方法。

技术介绍

[0002]锂(Li)是自然界最轻的金属元素，银白色，具有高比热、高电导率和化学活性强等独特的物理化学特性，有着广泛的用途，近年来随着新能源汽车的迅速发展，锂电池及锂动力电池需求日益增大，从而对锂需求也急剧增加。自然界中，锂资源主要赋存于固体矿石和液体卤水中。卤水锂资源在世界锂资源开发中的重要地位已确立了近40年，它在应用及提取锂化合物方面已引起锂资源开发行业的重视。目前从盐湖卤水中提锂工艺技术主要有沉淀法、溶剂萃取法、吸附法、煅烧法、电渗析法、纳滤法及太阳池法。吸附法从环境和经济角度考虑比其他方法有较大的优势，吸附法是利用对锂离子有选择性吸附的吸附剂来吸附锂离子，再将锂离子洗脱下来，从而达到锂离子与其它杂质离子分离的目的。但是，现有采用吸附法提取盐湖中的锂的工艺多为单级多柱吸附，吸附后解吸液中的镁锂比高，后续工序需要纳滤技术进行二次镁锂分离进一步降低镁锂比，工艺复杂，成本高，且解吸中的锂浓度小于500mg/L，后续需要多次浓缩后才能进行锂盐制备，浓缩倍数大，能耗高，成本高，二次除镁后含锂溶液采用反渗透进行一级浓缩，能耗高；同时现有磷酸二氢锂的生产方法多采用碳酸锂、氢氧化锂或碳酸锂锂母液为原料，加磷酸锂等制备而成，成本高、能耗高、工艺复杂。因此，从盐湖资源的综合、绿色、高效、高值开发出发，解决现有技术工艺复杂，成本高等问题是迫切需要的。其中，专利CN201410813788.8中公开了一种电池级磷酸二氢锂的制备方法，将磷酸和乙醇混匀，随后缓慢加入电池级碳酸锂发生复分解反应，结晶析出磷酸二氢锂沉淀；复分解反应完全后过滤并保留滤渣，对滤渣进行洗涤、干燥之后得到电池级磷酸二氢锂；专利CN200810044349.X中利用磷酸与氢氧化锂复分解反应、蒸发浓缩、冷却结晶、固液分离、干燥包装制备电池级磷酸二氢锂。专利CN201110190405.2中公开了一种利用高纯碳酸锂沉锂母液制备电池级磷酸二氢锂的方法，包括以下步骤：利用磷酸和磷酸盐对碳酸锂沉锂母液进行初步提锂和深度提锂，得到磷酸锂和磷酸二氢锂溶液，再经过浓缩蒸发、冷却结晶、离心分离、饱和洗涤、烘干、气流粉碎与包装，得到电池级磷酸二氢锂。专利CN200910237019.7中公开了一种电池级磷酸二氢锂的制备方法，其工艺步骤为：(1)工业级单水氢氧化锂的提纯；(2)酸碱中和反应；(3)产品喷雾干燥；(4)产品的深度除水；得到纯度大于99.5％，粒径D
50
＝3
‑
15微米的电池级磷酸锂二氢锂产品。但以上专利采用碳酸锂和氢氧化锂为原料制备磷酸二氢锂，成本高，酸碱用量大，工艺复杂。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于提供一种多级吸附提锂制备磷酸二氢锂和镁基功能材料的方法，以克服现有技术的不足。
[0004]为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
[0005]本专利技术实施例提供了一种多级吸附提锂制备磷酸二氢锂和镁基功能材料的方法，其包括：
[0006]将盐湖卤水依次进行一级吸附
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解吸、二级吸附
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解吸处理，获得混合解吸液；
[0007]对所述混合解吸液进行正渗透一级浓缩、电渗析二级浓缩处理，获得二级浓缩液；其中，所述二级浓缩液中的锂离子含量为8.0～20.0g/L，镁锂比值为0.01～0.8；
[0008]将所述二级浓缩液与铝盐、碱溶液混合进行共沉淀反应和除硼处理，制得镁基功能材料、硼酸和除硼富锂溶液；
[0009]以及，调节所述除硼富锂溶液的pH值，之后进行MVR蒸发结晶，制得电池级磷酸二氢锂。
[0010]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术开发了钛系、锰系和铝系吸附剂耦合多级多柱吸附工艺，不仅降低了解吸液中的镁锂比，同时提高了解吸液中锂的浓度，解吸液无需再次镁锂分离，直接采用正渗透进行一级浓缩，缩短了工艺流程，降低了能耗，降低了成本，提高了盐湖锂资源回收率；同时本专利技术综合考虑了盐湖锂、镁、硼资源的协同提取，一步法制备电池级磷酸二氢锂的同时联产镁基功能材料和硼酸，实现了盐湖资源的综合、绿色、高效、高值开发利用，降低了生产成本。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1是本专利技术一典型实施方案中多级吸附提锂制备磷酸二氢锂和镁基功能材料的流程示意图。
具体实施方式
[0013]鉴于现有技术的缺陷，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案，其主要是开发了钛系、锰系和铝系吸附剂耦合多级多柱吸附工艺，采用多级多柱吸附
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正渗透
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共沉淀除镁
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离子交换法除硼
‑
MVR蒸发结晶技术分离镁锂、对锂进行浓缩富及制备电池级磷酸二氢锂联产镁基功能材料和硼酸，不仅降低了解吸液中的镁锂比，同时提高了解吸液中锂的浓度，解吸液无需再次镁锂分离，直接采用正渗透进行一级浓缩，缩短了工艺流程，综合考虑了盐湖锂、镁、硼资源的协同提取，一步法制备电池级磷酸二氢锂的同时联产镁基功能材料和硼酸，实现了盐湖资源的综合、绿色、高效、高值开发利用，降低了生产成本。
[0014]下面将对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0015]具体的，作为本专利技术技术方案的一个方面，其所涉及的一种多级吸附提锂制备磷酸二氢锂和镁基功能材料的方法包括：
[0016]将盐湖卤水依次进行一级吸附
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解吸、二级吸附
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解吸处理，获得混合解吸液；
[0017]对所述混合解吸液进行正渗透一级浓缩、电渗析二级浓缩处理，获得二级浓缩液；其中，所述二级浓缩液中的锂离子含量为8.0～20.0g/L，镁锂比值为0.01～0.8；
[0018]将所述二级浓缩液与铝盐、碱溶液混合进行共沉淀反应和除硼处理，制得镁基功能材料、硼酸和除硼富锂溶液；
[0019]以及，调节所述除硼富锂溶液的pH值，之后进行MVR蒸发结晶，制得电池级磷酸二氢锂。
[0020]在一些优选实施方案中，本专利技术中多级吸附提锂制备磷酸二氢锂和镁基功能材料的流程示意图如图1所示。
[0021]具体地，所述多级吸附提锂制备磷酸二氢锂和镁基功能材料的方法包括：
[0022](1)多级多柱耦合吸附进行锂的提取
[0023]盐湖卤水经预处理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多级吸附提锂制备磷酸二氢锂和镁基功能材料的方法，其特征在于包括：将盐湖卤水依次进行一级吸附
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解吸、二级吸附
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解吸处理，获得混合解吸液；对所述混合解吸液进行正渗透一级浓缩、电渗析二级浓缩处理，获得二级浓缩液；其中，所述二级浓缩液中的锂离子含量为8.0～20.0g/L，镁锂比值为0.01～0.8；将所述二级浓缩液与铝盐、碱溶液混合进行共沉淀反应和除硼处理，制得镁基功能材料、硼酸和除硼富锂溶液；以及，调节所述除硼富锂溶液的pH值，之后进行MVR蒸发结晶，制得电池级磷酸二氢锂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于具体包括：采用盐酸调节所述除硼富锂溶液的pH值为0.5～4，之后将所获溶液置于MVR系统进行蒸发浓缩结晶，然后经干燥处理，制得电池级磷酸二氢锂；优选的，所述蒸发浓缩结晶的过程采用真空或在惰性气体保护下进行；优选的，所述蒸发浓缩结晶的温度为70～120℃；优选的，所述干燥处理包括闪蒸干燥和/或盘式干燥；优选的，所述干燥处理的温度为90～130℃。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述电池级磷酸二氢锂的纯度在99.5％以上。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于具体包括：将盐湖卤水置于一级吸附系统进行一级吸附处理，之后水洗饱和吸附柱，然后采用一级解吸剂对饱和吸附柱进行一级解吸处理，获得一级解吸液和一级尾液；其中，所述一级吸附系统为填装有钛系或锰系吸附剂的吸附系统；所述一级尾液中锂离子的浓度为0.2～0.4g/L；调节所述一级尾液的pH值为3～6并置于二级吸附系统进行二级吸附处理，之后水洗饱和吸附柱，然后采用二级解吸剂对饱和吸附柱进行二级解吸处理，获得二级解吸液和二级尾液；其中，所述二级吸附系统为填装有铝系吸附剂的吸附系统；所述二级尾液中锂离子的浓度小于20ppm；以及，将所述一级解吸液与二级解吸液混合，获得所述混合解吸液；其中，所述混合解吸液包括一级解吸液及二级解吸液，所述盐湖卤水为提钾后的卤水，所述提钾后的卤水中的镁锂比值为5～500，锂离子浓度为0.5～10g/L；所述混合解吸液中的锂离子浓度为0.4～1.5g/L，镁锂比值为0.1～0.4；所述混合解吸液中一级解吸液与二级解吸液的体积比为1∶1～5∶1。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述一级吸附处理时采用的是3～10根多柱吸附；和/或，所述一级解吸处理采用的是2～5根多柱解吸；和/或，所述一级解吸剂包括盐酸和/或硫酸；和/或，所述一级解吸剂的浓度为0.05～2.0mol...

【专利技术属性】
技术研发人员：王怀有，王敏，权朝明，吕肖斐，李志录，
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：