一种电池级碳酸锂提纯工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种电池级碳酸锂提纯工艺，属于碳酸锂提纯技术领域，本发明专利技术的提纯工艺流程：固液比1:26

【技术实现步骤摘要】
一种电池级碳酸锂提纯工艺


[0001]本专利技术属于碳酸锂提纯
，具体涉及一种电池级碳酸锂提纯工艺。

技术介绍

[0002]碳酸锂是锂离子电池的关键原料。随着全球新能源开发的升温，锂离子电池呈高速发展的趋势，电池级碳酸锂及其制备已受到业界的广泛关注。但由于电池级碳酸锂对杂质要求较高，所以很难从锂矿石或者含锂卤水中直接制备的获取，目前多是工业碳酸锂产品经进一步提纯进行制取。
[0003]目前电池级碳酸锂生产方法主要有高温沉锂法、电解法、苛化法、氢化分解法等。其中氢化分解法是指向难溶的碳酸锂溶液通入过量CO2气体生成溶解度更大的碳酸氢锂，碳酸氢锂溶液受热易分解，可通过加热的方式分解碳酸氢锂生成电池级碳酸锂，此法具有操作简单、产品纯度高的优点。专利文献CN106517258提供一种电池级碳酸锂的制备方法，该法通过氢化工业级碳酸锂得到碳酸氢锂溶液，再经加热碳酸氢锂溶液从而获得较高纯度的碳酸锂，将得到的碳酸锂与氢氧化钙苛化制备氢氧化锂，最后向氢氧化锂苛化液中通入CO2制备高纯度碳酸锂固体，洗涤多次后得到电池级的碳酸锂。这些方法制备的碳酸锂产品大多需要经过多次洗涤才能使产品合格，纯水消耗量较大，导致大量碳酸锂产品溶于水中，造成碳酸锂转化率较低。专利文献CN110357129B提供一种从粗碳酸锂提纯制备电池级碳酸锂的方法，该法将工业级碳酸锂与超纯水配合浆料，通入CO2氢化，再加入过量Li2S与重金属离子反应生成硫化物沉淀，再加入双氧水，把过量S2‑
氧化为单质硫过滤得到碳酸氢锂溶液后，萃取除去钙镁离子，再利用选择性吸附树脂出去硼酸盐得到碳酸氢锂纯化液后加热分解离心洗涤烘干即得电池级碳酸锂。然而该法中引入过量硫离子，在其生产过程中不可避免的产生二氧化硫等废气造成环境污染问题，且树脂除杂昂贵，经多次使用其除杂效果变差需经常更换。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种电池级碳酸锂提纯工艺，以解决电池级碳酸锂纯化率低，工艺复杂、污染性较大的问题。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种电池级碳酸锂提纯工艺，包括如下步骤：
[0007]S1浆化搅拌
[0008]将纯度为95％左右的粉末状工业级Li2CO3加入打浆罐，再向打浆罐中按照固液比1：26
‑
30(g/mL)加入去离子水，搅拌均匀获得均匀分散的浆料送入氢化罐。
[0009]S2碳化反应
[0010]向氢化罐中以3L/min的流速从氢化罐底部通入CO2，通过循环冷却水对氢化罐间接冷却控制温度为20
‑
25℃，可避免碳化过程中氢化罐内快速放热造成的不稳定现象，反应时间25
‑
30min，反应后过滤得到氢化液和滤渣A。滤渣A主要为MgCO3、CaCO3及部分没有溶解
的Li2CO3,作为反应原料再次参与碳化反应。
[0011]碳化反应过程主要是根据Li2CO3在水中的溶解度较低，LiHCO3在水中溶解度较高的原因，将Li2CO3在一定条件下碳化为LiHCO3，使得主成分与杂质分离；由于碳化反应过程放热后系统温度高于70℃，而LiHCO3在25℃以下溶解，同时在碳化反应过程中系统温度、反应时间以及CO2流速均对碳酸锂纯度和收率有影响，需要在最适条件下进行碳化过程，达到纯度、收率最大化。
[0012]S3络合热解
[0013]向氢化液中加入EDTA，20
‑
25℃反应35
‑
45min,反应过滤得到滤液和滤渣B。滤渣B为Ca
2+
与EDTA络合沉淀物，去离子水洗涤后废液1再次参与络合反应；滤液分散均匀后，匀速升温至85
‑
92℃热解结晶，离心分离纯净的Li2CO3晶体，离心后液体作为母液，母液的主要成分为Li2CO3、LiHCO3及EDTA，可循环参与络合过程。
[0014]由于钙与锂有着几乎相同的性质，碳化过程无法将钙完全除去，氢化液中含有一定量的钙离子，通过加入络合剂的方式有效除去游离Ca
2+
；同时体系中余量EDTA可循环参与络合过程，减少资源浪费。
[0015]S4打浆洗涤，烘干
[0016]用90
‑
95℃的去离子水对离心分离得到的Li2CO3晶体进行打浆洗涤，烘干后即得到电池级的碳酸锂，洗涤产生的废液2可合并母液继续参与络合过程。
[0017]进一步的，所述S1中分散搅拌速度为100r/min,分散时间为20
‑
30min。
[0018]进一步的，所述S3中EDTA的使用量与氢化液的固液比为2.5
‑
3g/L。
[0019]进一步的，所述S3中升温速度为1.1
‑
1.5℃/min。
[0020]进一步的，所述S3中分散方式为搅拌或超声中的任意一种。
[0021]本专利技术的有益效果：
[0022]1.本专利技术采用碳化沉淀
‑
EDTA络合联用的方式，相比现有技术中广泛采取离子树脂交换法除杂的方式，能够更有效除去体系中钙离子，降低碳酸锂产品中的杂质含量，提高产品纯度的同时有效降低工艺成本；EDTA可循环参与除杂反应，减少杂质的引入，有效规避离子交换树脂成本较高，且循环使用后吸附能力变差的问题。
[0023]2.本专利技术对电池级碳酸锂纯化工艺进行优化与研发，工艺流程简单高效，劳动强度底，回收率高，大大简化碳酸锂的回收过程，省去离子交换除杂工序，减少能耗，工艺过程中所产生的废水滤渣均可循环参与反应，全程绿色无污染。
[0024]3.有本专利技术提纯后的制得的碳酸锂纯度不低于99.99％，远远高于高纯电池级碳酸锂99.5％的行业标准。
附图说明
[0025]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。
[0026]图1是本专利技术实施例1中碳化温度与Li2CO3纯度和产率关系示意图；
[0027]图2是本专利技术实施例2中CO2流速与Li2CO3纯度和产率关系示意图；
[0028]图3是本专利技术实施例3中碳化时间与Li2CO3纯度和产率关系示意图；
[0029]图4是本专利技术实施例5中碳酸锂提纯工艺流程图。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]实施例1
[0032]碳化反应过程中系统温度调控：
[0033]以1:30的固液比，3L/min的CO2流速，碳化反应时间30min为条件，调控系统温度15、20、25、30、40、60、80℃对Li2CO3产率、纯度的影响以及碳化反应阶段杂质钙、镁的去除程度，温度对Li2CO3纯度、产率的影响如图1所示，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池级碳酸锂提纯工艺，其特征在于，包括如下步骤：S1、工业级Li2CO3溶于水中分散均匀得到浆料；S2、将CO2通入到浆料中进行碳化反应，控制温度为20
‑
25℃，反应时间25
‑
30min，反应后得到氢化液和滤渣A；S3、氢化液中加入EDTA，络合反应后过滤得到滤液和滤渣B，所述滤液分散均匀后，匀速升温至85
‑
92℃热解结晶，离心分离得到Li2CO3晶体和母液；S4、用90
‑
95℃的去离子水对Li2CO3晶体进行打浆洗涤，烘干后即得到电池级碳酸锂。2.根据权利要求1所述的一种电池级碳酸锂提纯工艺，其特征在于，所述工业级Li2CO3和去离子水的固液比为1g:26
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李汉阳，薛健，班大伟，
申请(专利权)人：合肥亚龙化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：