生产高纯氢氧化锂一水合物的方法技术

一种由含有选自

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产高纯氢氧化锂一水合物的方法


[0001]本专利技术属于无机物化学
，特别涉及由含有锂盐的材料生产高纯度的氢氧化锂一水合物的方法
。

技术介绍

[0002]已知通过以下方式生产氢氧化锂溶液：将含有固体碳酸盐的锂废料与水接触，沉淀所得浆料，倾析澄清的液相，然后进行过滤，并将所得含锂溶液通过电渗析单元的中央室进行再循环，从而在阴极室中获得氢氧化锂溶液，在阳极室获得混合酸溶液，以及在中央室中获得脱盐液体，其返回从含固体碳酸盐的锂废料中浸出锂的工序中
[1]。
[0003]这种方法的缺点在于生产的
LiOH
溶液的浓度低
(
至多
25kg/m3)
，并且由于在至多
2A/dm2(0.2kA/m2)
的电流密度下运行，工艺生产效率低；由于
Li2CO3的浓度低
(
至多
10kg/m3)
，回收的
Li2CO3溶液的电阻高，因此生产的产物的每单位比能耗高
。
[0004]另一种已知的从含锂化合物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种由含有锂盐的材料生产高纯度的氢氧化锂一水合物的方法，所述锂盐选自硫酸锂
、
氯化锂
、
氯化锂一水合物
、
碳酸锂或其混合物，所述方法包括：使用阳离子交换膜作为分隔电磁池的阴极回路和阳极回路的膜，以氢氧化锂溶液形式的阴极电解液和锂盐溶液形式的阳极电解液循环的模式对所述锂盐的水溶液进行膜电解，其中用于所述膜电解的阴极由镀镍不锈钢制成，且所述阳离子交换膜选自耐碱且耐酸的膜；从循环阴极电解液流中抽取出一定体积的阴极电解液并对抽取出的所述体积的阴极电解液进行蒸发以获得氢氧化锂一水合物的晶体；从母液中分离形成的晶体，用水洗涤并干燥，得到最终的高纯度的氢氧化锂一水合物；其中，所述方法的特征进一步在于以下步骤：去除电解期间形成的阴极气体和阳极气体；将产生的用过的洗涤溶液流的一部分供给至所述阴极电解液的蒸发工序，并且将供给至阴极电解液蒸发工序的用过的洗涤溶液的一部分用于回收抽取出的用过的阳极电解液流；将氢氧化锂一水合物晶体分离后形成的母液的一部分返回到阴极电解液的蒸发工序；对一部分用过的阴极电解液流进行回收以获得碳酸锂，所述一部分用过的阴极电解液流是从所述蒸发工序中抽取出的并且代表混合有氢氧化钠和氢氧化钾的氢氧化锂浓溶液；用由所述锂盐的原始来源制备的锂盐浓溶液和回收抽取出的用过的阳极电解液流而获得的锂盐溶液来补充循环阳极电解液流
。2.
如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过将所述用过的阴极电解液流与含有碳酸氢钠
、
碳酸氢钾和碳酸氢锂的水溶液流混合来回收所述用过的阴极电解液流，其中所述用过的阴极电解液流是从所述蒸发工序中抽取的并且代表混合有氢氧化钠和氢氧化钾的氢氧化锂浓溶液；通过去除水来浓缩所得浆料，其代表碳酸锂固相和含有
Na2CO3、K2CO3和
Li2CO3的碳酸盐溶液的混合物；将碳酸锂的固相与液相分离，通过将液相与二氧化碳直接接触而使液相碳化，将碳酸盐溶液转化为碳酸氢盐悬浮液，所述碳酸氢盐悬浮液代表碳酸氢钠和碳酸氢钾的固相在碳酸氢钠
、
碳酸氢钾和碳酸氢锂溶液中的混合物；过滤所得悬浮液以将碳酸氢钠和碳酸氢钾的固相从含有碳酸氢钠
、
碳酸氢钾和碳酸氢锂的溶液中分离，该溶液被引导至与从所述蒸发工序中抽取的含有氢氧化锂
、
氢氧化钠和氢氧化钾的用过的阴极电解液流混合
。3.
如权利要求1所述的方法，其特征在于，将供给至阴极电解液蒸发工序的用过的洗涤溶液的一部分用于回收抽取出的用过的阳极电解液流包括：在对锂盐溶液化学纯化以去除杂质的步骤中将所述用过的洗涤溶液用作碱性试剂和
/
或在离子交换纯化步骤中将所述用过的洗涤溶液用作将离子交换剂从
H
型转化为
Li
型的再生溶液
。4.
如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述锂盐的水溶液的直流电流密度为
1kA/m2至
4kA/m2；用于膜电解的阳离子交换膜为
Nafion
‑
438、CTIEM
‑
3、MF
‑
4SK
‑
100
型膜或其等效物；在所述离子交换纯化步骤中使用
Lewatit 208
‑
TP
离子交换剂
。5.
如权利要求4所述的方法，其特征在于，当将硫酸锂用作含锂盐的材料时，在膜电解工序中使用涂覆有选自铂
、
铱
、
钌或钽的贵金属的钛作为阳极，从经历着
Li2SO4耗尽和
H2SO4富集的循环阳极电解液流持续抽取阳极电解液流；将抽取的阳极电解液流与
CaO、
或与
Ca
(OH)2、
或与
CaCO3接触，直至
H2SO4被完全中和；将所得
CaSO4·
2H2O
固相从
Li2SO4溶液中分离出来，将所述
Li2SO4溶液与初始硫酸锂盐接触，使其溶解以获得硫酸锂溶液；向所得溶液中加入用过的洗涤溶液，然后用来自抽取的阳极电解液流的中和工序的二氧化碳使该溶液碳化，直到溶液中含有的钙和镁转化为不溶性化合物
CaCO3和
Mg(OH)2·
3MgCO3·
3H2O
；过滤所得悬浮液，将沉淀与
Li2SO4溶液分离，将化学纯化后的
Li2SO4溶液引导使其通过
Li
型
Lewatit
‑
208
‑
TP
离子交换剂或等效
Li
型离子交换剂的层进行离子交换纯化；将已进行过离子交换纯化的
Li2SO4溶液用作膜电解工序中的循环阳极电解液流的补充溶液；用过的离子交换剂经两步再生：第一步由
2.0N
硫酸溶液处理组成，第二步由
2.0N LiOH
溶液处理组成；用过的阳极电解液流在进行化学纯化之前与用过的再生物混合；作为电解副产物的阴极氢气随天然气流一起从电解单元的阴极气体分离器中排出，将所得气态混合物引导至蒸汽发生器作为产生加热蒸汽的燃料，所述加热蒸汽在溶液
、
特别是阴极电解液的蒸发工序中用作热载体
。6.
如权利要求5所述的方法，其特征在于，将从经历着
Li2SO4耗尽和
H2SO4富集的循环阳极电解液流持续抽取的一定体积的阳极电解液流与空气
‑
氨气混合物接触以中和
H2SO4，并得到
Li2SO4和
(NH4)2SO4的混合溶液，将其蒸发以盐析出
(NH4)2SO4，并提高蒸发的溶液中的
Li2SO4浓度；将含有剩余
(NH4)2SO4的蒸发的溶液与一定体积的用过的碱性洗涤溶液混合，将混合溶液和来自用过的阳极电解液流与氨气
‑
空气混合物接触工序的空气流接触，以去除
Li2SO4溶液中剩余的氨气；含气态氨的空气流由氨气源富集氨气，并被引导至用过的阳极电解液流的中和工序中；将通过在其中溶解初始
Li2SO4盐而用
Li2SO4强化并纯化去除杂质后的不含氨气的
Li2SO4溶液用作膜电解工序中的循环阳极电解液流的补充溶液
。7.
如权利要求4所述的方法，其特征在于，当将氯化锂或氯化锂一水合物用作含锂盐的材料时，在膜电解工序中使用涂覆有氧化钌的钛阳极，并且从经历着
LiCl
耗尽的循环阳极电解液流中持续抽取出一定体积的阳极电解液；将抽取出的阳极电解液流与初始氯化锂盐接触，以使抽取出的阳极电解液流中的
LiCl
浓度达到预定值；抽取出的富含
LiCl
的阳极电解液流除了通过化学纯化去除金属阳离子杂质之外，还通过添加氯化钡将硫酸根离子转化为不溶性
BaSO4沉淀以纯化去除硫酸根离子；将液相与沉淀物分离，经离子交换纯化后用作膜电解工序中的循环阳极电解液流的补充溶液；将从气体分离器中抽取出的阴极氢气和阳极氯气混合并进行火焰燃烧；所得氯化氢由软化水吸收以生产
36
％浓盐酸
。8.
如权利要求7所述的方法，其特征在于，从气体分离器中抽取出的阳极氯气被氨水吸收，在
NH3:Cl2＝
8:3
的摩尔比下生产
NH4Cl
溶液，在
NH3:Cl2＝
2:3
的摩尔比下生产
6N HCl
溶液；蒸发所得
...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：亿科思塔诺泰克有限公司，
类型：发明
国别省市：