【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池级单水氢氧化锂制备工艺，特别涉及一种低品级碳酸锂制备电池级单水氢氧化锂的方法。
技术介绍
1、作为化学元素周期表中第三周期、第一主族的轻金属元素，锂在当今社会扮演着不可或缺的关键角色，其广泛应用于能源储存、电池技术和医药治疗等领域。其中锂离子电池作为最具代表性的应用之一，已经成为了移动设备、电动车辆以及可再生能源等领域的首选能源储存方案。其高能量密度、轻巧便携以及长寿命的特点，为现代社会的高效能源利用提供了坚实的基础。2019年，氢氧化锂因高镍三元电池的快速发展成为锂化合物的主要增长动力，这种迅猛的发展引发了对氢氧化锂供应的需求飙升，促使锂产业不断探索更高效的生产方法和提纯技术。采用碳酸锂来制备电池级单水氢氧化锂，为现有技术中常用手段。
2、根据《gb/t 11075-2013碳酸锂》规定，不符合li2co3-2其主含量不小于98.5％，任一种杂质含量不大于li2co3-2对杂质所要求指标的产品均可称之为低品级碳酸锂。现有技术中，单水氢氧化锂的主流生产工艺为碳酸锂苛化法，在碳酸锂苛化法中，通常经过多轮浓缩结晶、重溶再结晶的工艺进行除杂，并且为了保证制备的氢氧化锂的纯度，通常采用高品质的工业级碳酸锂来进行制备氢氧化锂，使得制备氢氧化锂的纯度达到电池级别。
3、然而，多轮浓缩结晶、重溶再结晶的除杂工艺工序繁杂，使得氢氧化锂生产效率较低，且能耗较高，增加了氢氧化锂的生产成本。此外，采用高品质工业级碳酸锂制备氢氧化锂的成本较高，购买低品质的碳酸锂需要增加提纯步骤，也会变相增加氢氧化锂的生产成本。
技术实现思路
1、基于此，本专利技术的目的是提供一种碳酸锂制备电池级单水氢氧化锂的方法，解决现有技术中的通过碳酸锂制备电池级单水氢氧化锂的生产工艺工序繁琐，生产成本高的问题。
2、本专利技术提供一种低品级碳酸锂制备电池级单水氢氧化锂的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
3、步骤一、苛化反应，准备低品质碳酸锂、生石灰和水按照一定比例配制成浆料投入反应釜中进行反应，反应结束后将反应得到的氢氧化锂浆料过滤得到苛化液和钙渣；
4、步骤二、氢氧化锂溶液制备，往步骤一得到的苛化液中加入预设量的金属沉淀剂，然后通过过滤设备过滤得到氢氧化锂溶液；
5、步骤三、氢氧化锂固体制备，将步骤二过滤得到的氢氧化锂溶液泵入盛有有机溶剂的结晶器中搅拌并析晶，再对沉淀物进行固液分离得到氢氧化锂固体和滤液；
6、步骤四、氢氧化锂固体处理，对步骤三分离得到的氢氧化锂固体进行淋洗，然后通过烘干设备对淋洗后的氢氧化锂固体进行干燥，得到电池级单水氢氧化锂。
7、本专利技术中的低品级碳酸锂制备电池级单水氢氧化锂的方法，通过苛化反应对低品质的碳酸锂进行处理得到含有氢氧化锂的苛化液，并在苛化液内加入金属沉淀剂对氢氧化锂进行除杂，再经过过滤除杂得到氢氧化锂溶液，然后再将氢氧化锂溶液泵入结晶器与有机溶剂混合搅拌，通过氢氧化锂在有机溶剂中的不溶性，使得氢氧化锂结晶得到氢氧化锂固体，而其他杂质溶入有机溶剂中，进而对氢氧化锂实现了进一步除杂提纯，最后对氢氧化锂固体进行淋洗，去除氢氧化锂固体表面附着的杂质，并进行干燥，即得到电池级单水氢氧化锂。通过苛化法对钙、镁、铝、硅等杂质进行初步除杂，再通过金属沉淀剂进行二次除杂，最后通过氢氧化锂在有机溶剂中的不溶性进行第三次除杂，使得低品质的碳酸锂可以通过多步骤除杂工艺制备出电池级单水氢氧化锂，大大降低了电池级单水氢氧化锂的生产成本，并且由于没有采用传统的多次蒸发结晶工艺，而是通过氢氧化锂在有机溶剂中的不溶性进行结晶，进而极大简化了结晶工艺，进一步降低了电池级单水氢氧化锂的生产成本。此外，不同来源的碳酸锂杂质不同，通过多步骤除杂工艺，本专利技术采用不同来源的碳酸锂均可制备出产率高的电池级单水氢氧化锂，提供了本工艺方法的通用性。因此，本专利技术解决了现有技术中的通过碳酸锂制备电池级单水氢氧化锂的生产工艺工序繁琐，生产成本高的问题。
8、在一种可能的设计中，所述低品质碳酸锂的li2co3含量为70％-98.5％、所述浆料成分为：li2co3:cao＝1:1.05-1.5，固液比1:8-12，所述苛化温度为80℃-95℃，所述苛化时间为1h-10h。
9、在一种可能的设计中，所述金属沉淀剂为草酸或草酸盐、磷酸或磷酸盐、亚硫酸钠、亚硫酸钾中的一种或几种，所述过滤设备采用精密过滤器。
10、在一种可能的设计中，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、丙酮中的一种或多种。
11、在一种可能的设计中，将所述氢氧化锂溶液泵入盛有有机溶剂的结晶器中的同时进行搅拌，搅拌速率为400rpm-700rpm，搅拌时间为0.5h-3h。
12、在一种可能的设计中，所述氢氧化锂溶液泵入量与有机溶剂之比为1:3-6。
13、在一种可能的设计中，通过所述有机溶剂对步骤三分离得到的氢氧化锂固体进行淋洗，再采用烘筒式烘干设备、热风式烘干设备或远红外式烘干设备的一种对淋洗后的氢氧化锂固体进行烘干，烘干完成后的氢氧化锂固体的含水量降至1％以下。
14、在一种可能的设计中，所述苛化反应，准备低品质碳酸锂、生石灰和水按照一定比例配制成浆料投入反应釜中进行反应，反应结束后将反应得到的氢氧化锂浆料过滤得到苛化液和钙渣的步骤包括：将所述氢氧化锂浆料通过板框压滤设备过滤得到苛化液和钙渣，并将钙渣进行高温煅烧成生石灰回收作为苛化反应原料。
15、在一种可能的设计中，所述氢氧化锂固体制备，将步骤二过滤得到的氢氧化锂溶液泵入盛有有机溶剂的结晶器中搅拌并析晶，再对沉淀物进行固液分离得到氢氧化锂固体和滤液的步骤之后包括：将所述滤液进行低温蒸馏或真空蒸馏，使得滤液中的有机溶剂回收至结晶器中，所述低温蒸馏温度为40℃-80℃，真空蒸馏的压强为-5pa—-10pa。
16、在一种可能的设计中，所述对步骤三分离得到的氢氧化锂固体进行淋洗，然后通过烘干设备对淋洗后的氢氧化锂固体进行干燥，得到电池级单水氢氧化锂的步骤之后包括：将淋洗产生的废水进行低温蒸馏或真空蒸馏，使得滤液中的有机溶剂回收至结晶器中。
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1.一种低品级碳酸锂制备电池级单水氢氧化锂的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的低品级碳酸锂制备电池级单水氢氧化锂的方法，其特征在于，所述低品质碳酸锂的Li2CO3含量为70％-98.5％、所述浆料成分为：Li2CO3:CaO＝1:1.05-1.5，固液比1:8-12，所述苛化温度为80℃-95℃，所述苛化时间为1h-10h。
3.根据权利要求1所述的低品级碳酸锂制备电池级单水氢氧化锂的方法，其特征在于，所述金属沉淀剂为草酸或草酸盐、磷酸或磷酸盐、亚硫酸钠、亚硫酸钾中的一种或几种，所述过滤设备采用精密过滤器。
4.根据权利要求1所述的低品级碳酸锂制备电池级单水氢氧化锂的方法，其特征在于，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、丙酮中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的低品级碳酸锂制备电池级单水氢氧化锂的方法，其特征在于，将所述氢氧化锂溶液泵入盛有有机溶剂的结晶器中的同时进行搅拌，搅拌速率为400rpm-700rpm，搅拌时间为0.5h-3h。
6.根据权利要求5所述的低品级碳酸锂制备电池级单水氢氧化锂
7.根据权利要求1所述的低品级碳酸锂制备电池级单水氢氧化锂的方法，其特征在于，通过所述有机溶剂对步骤三分离得到的氢氧化锂固体进行淋洗，再采用烘筒式烘干设备、热风式烘干设备或远红外式烘干设备的一种对淋洗后的氢氧化锂固体进行烘干，烘干完成后的氢氧化锂固体的含水量降至1％以下。
8.根据权利要求1-7任一项所述的低品级碳酸锂制备电池级单水氢氧化锂的方法，其特征在于，所述苛化反应，准备低品质碳酸锂、生石灰和水按照一定比例配制成浆料投入反应釜中进行反应，反应结束后将反应得到的氢氧化锂浆料过滤得到苛化液和钙渣的步骤包括：将所述氢氧化锂浆料通过板框压滤设备过滤得到苛化液和钙渣，并将钙渣进行高温煅烧成生石灰回收作为苛化反应原料。
9.根据权利要求8所述的低品级碳酸锂制备电池级单水氢氧化锂的方法，其特征在于，所述氢氧化锂固体制备，将步骤二过滤得到的氢氧化锂溶液泵入盛有有机溶剂的结晶器中搅拌并析晶，再对沉淀物进行固液分离得到氢氧化锂固体和滤液的步骤之后包括：将所述滤液进行低温蒸馏或真空蒸馏，使得滤液中的有机溶剂回收至结晶器中，所述低温蒸馏温度为40℃-80℃，真空蒸馏的压强为-5Pa—-10Pa。
10.根据权利要求8所述的低品级碳酸锂制备电池级单水氢氧化锂的方法，其特征在于，所述对步骤三分离得到的氢氧化锂固体进行淋洗，然后通过烘干设备对淋洗后的氢氧化锂固体进行干燥，得到电池级单水氢氧化锂的步骤之后包括：将淋洗产生的废水进行低温蒸馏或真空蒸馏，使得滤液中的有机溶剂回收至结晶器中。
...【技术特征摘要】
1.一种低品级碳酸锂制备电池级单水氢氧化锂的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的低品级碳酸锂制备电池级单水氢氧化锂的方法，其特征在于，所述低品质碳酸锂的li2co3含量为70％-98.5％、所述浆料成分为：li2co3:cao＝1:1.05-1.5，固液比1:8-12，所述苛化温度为80℃-95℃，所述苛化时间为1h-10h。
3.根据权利要求1所述的低品级碳酸锂制备电池级单水氢氧化锂的方法，其特征在于，所述金属沉淀剂为草酸或草酸盐、磷酸或磷酸盐、亚硫酸钠、亚硫酸钾中的一种或几种，所述过滤设备采用精密过滤器。
4.根据权利要求1所述的低品级碳酸锂制备电池级单水氢氧化锂的方法，其特征在于，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、丙酮中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的低品级碳酸锂制备电池级单水氢氧化锂的方法，其特征在于，将所述氢氧化锂溶液泵入盛有有机溶剂的结晶器中的同时进行搅拌，搅拌速率为400rpm-700rpm，搅拌时间为0.5h-3h。
6.根据权利要求5所述的低品级碳酸锂制备电池级单水氢氧化锂的方法，其特征在于，所述氢氧化锂溶液泵入量与有机溶剂之比为1:3-6。
7.根据权利要求1所述的低品级碳酸锂制备电池级单水氢氧化锂的方法，其特征在于，通过所述有机溶剂对步骤三分离得到的氢氧化锂...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾贵斌，胡启阳，胡泽湘，宋小鹏，何冬梅，
申请(专利权)人：江西云威新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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