【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开属于盐湖提锂，具体涉及一种卤水碳酸锂制备电池级碳酸锂的方法。
技术介绍
1、随着锂离子电池的迅速推广，锂作为锂离子电池中的关键元素，愈发受到行业关注，以碳酸锂和氢氧化锂为代表的锂盐产品，市场已经供不应求，价格高居不下。据相关数据统计，盐湖卤水锂资源储量占锂资源总量的70％左右，因此后续盐湖提锂必定成为生产锂盐的主要方向，所以，盐湖锂资源的进一步开发显得十分迫切。
2、盐湖卤水成分较复杂，不仅含有钙、镁、钾等金属元素，还有硅、硼、硫、等非金属元素。卤水碳酸锂是由盐湖卤水经过除杂制成，往往还含有较多的硼杂质。目前针对卤水碳酸锂的纯化工艺流程复杂，能耗比较高，而且处理过程中酸碱消耗也很大。因此，亟需提出一种成本较低、工艺简单的电池级碳酸锂的制备方法。
技术实现思路
1、本公开旨在提供一项纯化卤水碳酸锂的技术。为此，本公开提出一种卤水碳酸锂制备电池级碳酸锂的方法，该方法工艺简单，对环境友好，通过萃取有效进行硼杂质的分离和碳酸锂的纯化，不消耗液碱，成本较低，通过反萃一步得到电池级碳酸锂。
2、根据本公开的第一方面，提出了一种卤水碳酸锂制备电池级碳酸锂的方法，包括以下步骤：
3、s1：将卤水碳酸锂溶解，得到含锂溶液，向所述含锂溶液中加入萃取剂进行萃取，得到萃取液与萃余液；
4、s2：对萃取液进行反萃，得到反萃液，所述反萃液经沉锂处理或热解后得到电池级碳酸锂；
5、其中，所述萃取剂包括β-二酮与协萃剂。
6、在一些实施
7、在一些实施方式中，所述协萃剂为三正辛基氧化膦、三丁基氧化膦或三苯基氧化膦中的至少一种。
8、在一些实施方式中，所述萃取剂中β-二酮与协萃剂的质量比为1：2-1：3。
9、在一些实施方式中，所述萃取剂的有机负载量约为2.5g/l。
10、在一些实施方式中，步骤s1中，所述含锂溶液中锂浓度为1.5-2g/l。
11、在一些实施方式中，步骤s1中，所述萃取的过程中有机相与水相的体积比为(2.5-3.3)：1。
12、在一些实施方式中，步骤s1中，所述萃余液的锂浓度为0.75-1g/l。
13、碱性条件下，在进行卤水碳酸锂的萃取过程，β-二酮结构先发生烯醇式结构衍变，然后li/h置换，生成二氧化碳、水和碳酸氢锂。因为该反应过程为可逆反应，加入协萃剂可以保证萃取锂过程的稳定性。
14、在一些实施方式中，步骤s1中，所述萃余液进行蒸发浓缩、热解后经固液分离得到碳酸锂固体。该过程得到的碳酸锂固体溶解后作为含锂溶液用于萃取提锂，固液分离后得到的母液定期外排以除硼。
15、在一些实施方式中，步骤s1中，所述萃余液进行蒸发浓缩、热解后经固液分离得到的母液进行外排，所述母液中硼的浓度为50-80mg/l。
16、在一些实施方式中，所述母液中硼的浓度为50mg/l。
17、在一些实施方式中，步骤s2中，所述反萃采用酸液或二氧化碳。
18、在一些实施方式中，所述酸液为盐酸或硫酸中的至少一种。使用盐酸进行反萃，反萃液为含氯化锂溶液；使用硫酸进行反萃，反萃液为含硫酸锂溶液。
19、在一些实施方式中，所述酸液的浓度为2-5mol/l。
20、在一些实施方式中，所述萃取液与所述酸液的体积比为1：1-1：3。
21、在一些实施方式中，所述反萃采用二氧化碳时，二氧化碳的流量为5-10l/min；时间为2-3h。通入二氧化碳进行反萃，反萃液为碳酸氢锂溶液。
22、在一些实施方式中，步骤s2中，所述反萃采用酸液时，所述沉锂的过程为：将所述反萃液与碳酸盐溶液混合，生成碳酸锂沉淀。
23、在一些实施方式中，所述反萃液与所述碳酸盐溶液同时进料。
24、在一些实施方式中，所述碳酸盐的浓度为250-350g/l；所述碳酸盐溶液的用量按摩尔量计，过量于所述反萃液锂的1.1-1.25倍。
25、在一些实施方式中，所述碳酸盐溶液为碳酸钠溶液或碳酸钾溶液中的至少一种。
26、在一些实施方式中，所述碳酸盐溶液为碳酸钠溶液。用碳酸钠碳化，反应生成的氯化钠、硫酸钠溶解度高，通过水洗就可以把其洗掉，对碳酸锂产品的钠或硫酸根杂质影响很小。
27、在一些实施方式中，步骤s2中，所述反萃采用二氧化碳时，所述热解的过程为：将所述反萃液进行加热分解，生成碳酸锂沉淀。
28、在一些实施方式中，所述加热分解的温度为80-100℃。
29、在一些实施方式中，所述加热分解的温度约为90℃。
30、在一些实施方式中，所述加热分解的时间为1-3h。
31、在一些实施方式中，步骤s2中，所述反萃液经沉锂处理或热解后，还得到沉锂母液，所述沉锂母液返回步骤s1中与所述含锂溶液进行混合。
32、根据本公开的第二方面，提出了一种锂离子电池的制备方法，包括如本公开第一方面所述的方法的步骤。
33、根据本公开的第三方面，提出了如本公开第一方面所述的方法在锂离子电池制备中的应用。
34、本公开第一方面所述的一种卤水碳酸锂制备电池级碳酸锂的方法的除硼原理如下：
35、一般萃取剂萃取功能的发挥有特定的ph条件，要求萃取前加碱进行调节至发挥萃取功能的ph，而此过程就需要加大量的碱。本公开的所采用的萃取剂可以通过加碱或者碱性碳酸盐活化，而本公开被萃取的溶液里可以提供碳酸根活化萃取剂，所以不需要额外加碱。该萃取过程是属于可逆反应，其反应平衡常数限制该化学反应的限度。
36、本公开先通过将卤水碳酸锂溶解，获得卤水锂液，加入β二酮+协萃体系对锂液进行萃取提锂，约一半的锂被萃取到有机相中，经反萃等处理制得电池级碳酸锂；剩下的锂留在萃余液，萃余液的锂通过蒸发浓缩热解得到碳酸锂，碳酸锂重新溶解循环萃取提锂，蒸发母液定期外排以达到除硼目的。
37、根据本公开的一种实施方式，至少具有以下有益效果：
38、(1)本公开利用萃取的方式有效进行硼杂质的分离和碳酸锂的纯化，萃取过程不消耗液碱，降低了整个工艺成本。
39、(2)本公开进行反萃后，对反萃液直接加热或者加入碳酸盐一步得到电池级碳酸锂，工艺简单。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种卤水碳酸锂制备电池级碳酸锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述β-二酮为乙酰丙酮、丙酰丁酮或丁酰戊酮中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述协萃剂为三正辛基氧化膦、三丁基氧化膦或三苯基氧化膦中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述萃取剂中β-二酮与协萃剂的质量比为1：2-1：3。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述含锂溶液中锂浓度为1.5-2g/L。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述萃取的过程中有机相与水相的体积比为(2.5-3.3)：1。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述反萃采用酸液或二氧化碳。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述酸液为盐酸或硫酸中的至少一种。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述酸液的浓度为2-5mol/L。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述萃取
11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述反萃采用二氧化碳时，二氧化碳的流量为5-10L/min,时间为2-3h。
12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述反萃采用酸液时，所述沉锂的过程为：将所述反萃液与碳酸盐溶液混合，生成碳酸锂沉淀。
13.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述反萃采用二氧化碳时，所述热解的过程为：将所述反萃液进行加热分解，生成碳酸锂沉淀。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述加热分解的温度为80-100℃。
15.一种锂离子电池的制备方法，包括权利要求1-14任一项所述的方法的步骤。
16.权利要求1-14任一项所述的方法在制备锂离子电池中的应用。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种卤水碳酸锂制备电池级碳酸锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述β-二酮为乙酰丙酮、丙酰丁酮或丁酰戊酮中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述协萃剂为三正辛基氧化膦、三丁基氧化膦或三苯基氧化膦中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述萃取剂中β-二酮与协萃剂的质量比为1：2-1：3。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述含锂溶液中锂浓度为1.5-2g/l。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述萃取的过程中有机相与水相的体积比为(2.5-3.3)：1。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s2中，所述反萃采用酸液或二氧化碳。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述酸液为盐酸或硫酸中的至少一种。
9.根据权利要求7...
【专利技术属性】
技术研发人员：包冬莲，阮丁山，李波，乔延超，李长东，
申请(专利权)人：广东邦普循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。