【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳酸锂精制，具体为一种hmn2o4型锂离子交换膜电解制备高纯碳酸锂的方法。
技术介绍
1、碳酸锂是锂化合物中最重要的锂盐，是制备其他高纯锂化合物和锂合金的主要原料。进入21世纪后，随着信息产业的高速发展，纯度大于99.9％的高纯碳酸锂作为制备锂离子电池的正极材料、电解质原料正越来越受到人们的关注。
2、离子膜电解法是一种较为常用的碳酸锂制备方法。粗锂盐溶液经阳离子交换树脂或螯合树脂处理后，溶液中的多价阳离子被吸附去除，得到高纯度锂盐溶液。以高纯度的锂盐溶液作为阳极液，氢氧化锂溶液作为阴极液，两者间用阳离子交换膜隔开，电解制取的高纯氢氧化锂经二氧化碳碳化后即可得到碳酸锂沉淀，再经清洗、干燥、研磨后得到最终产品高纯碳酸锂。但该方法需要结合离子交换树脂进行预处理，且树脂吸附饱和后还需进行再生处理，不仅增加了工艺复杂度，还会产生一定量的废酸、废碱；同时离子膜电解过程中，钠、钾等一价阳离子也会随锂离子一道进入阴极液中，使电解产物氢氧化锂中含有一定量的氢氧化钠、氢氧化钾等杂质，最终影响碳酸锂产品的纯度。
3、因此，急需研制一种新的离子膜电解法，在提高碳酸锂产品纯度的同时降低其工艺的复杂度。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是研制一种hmn2o4型锂离子交换膜电解法、并将其应用于高纯碳酸锂的制备，在提高碳酸锂产品纯度的同时降低其工艺的复杂度。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、(1)对废锰酸锂电池进行放电、拆解，取出电池正极材料l
4、(2)按锂离子筛hmn2o466％～69％、线性低密度聚乙烯23％～26％、聚异丁烯6％、抗氧化剂0.4％、硬脂酸钙1.6％的比例，先将线性低密度聚乙烯、聚异丁烯加入密炼机混炼均匀后，再加入锂离子筛hmn2o4、抗氧化剂、硬脂酸钙继续混炼至均匀；将上述混合物加入开炼机中开炼拉片，得到厚度0.4mm的膜片；将上述膜片上下两面各加一层60目的尼龙网布于热压机中热压成膜，冷却后得到成品hmn2o4型锂离子交换膜。
5、(3)以粗氯化锂配制22.6％的氯化锂溶液作为阳极液，以99.9％的高纯氢氧化锂配制0.1％的氢氧化锂溶液作为阴极液，两者间用hmn2o4型锂离子交换膜隔开；电解过程中阳极液中的li+通过hmn2o4型锂离子交换膜进入阴极液中，与阴极液中水分子电解出的oh-结合生成lioh，最终在阴极液中得到12.8％的氢氧化锂溶液；电解后的阳极液回用于配制氯化锂溶液。
6、(4)上述12.8％的氢氧化锂溶液经二氧化碳碳化后得到碳酸锂沉淀，再经清洗、干燥、研磨后得到最终产品高纯碳酸锂，其纯度可达99.995％。
7、其中：密炼、开炼温度控制在140～145℃，热压温度控制在125～135℃，热压压力控制在13～14mpa。
8、其中：hmn2o4型锂离子交换膜是一种阳离子交换膜，由于锂离子筛hmn2o4的存在，其只允许锂离子通过，其他阳离子及阴离子均无法通过该膜。
9、其中：li++hmn2o4＝limn2o4+h+及li++limn2o4＝limn2o4+li+为hmn2o4型锂离子交换膜的反应方程。
10、其中：2cl--2e-＝cl2↑为阳极的反应方程。
11、其中：2h2o+2e-＝h2↑+2oh-及oh-+li+＝lioh为阴极的反应方程。
12、其中：2lioh+co2＝li2co3↓+h2o为氢氧化锂的碳化反应方程。
13、本专利技术的有益效果是：所制备的hmn2o4型锂离子交换膜只允许锂离子通过，其他阳离子及阴离子均无法通过该膜；工艺更加简洁，不需要额外采用离子交换树脂预处理锂盐溶液；碳酸锂产品的纯度可达99.995％；可以实现废旧锰酸锂电池正极材料的二次利用。
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1.本专利技术提供了一种HMn2O4型锂离子交换膜电解制备高纯碳酸锂的方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种HMn2O4型锂离子交换膜电解制备高纯碳酸锂的方法，其特征在于：密炼、开炼温度控制在140～145℃，热压温度控制在125～135℃，热压压力控制在13～14MPa。
3.根据权利要求1所述的一种HMn2O4型锂离子交换膜电解制备高纯碳酸锂的方法，其特征在于：HMn2O4型锂离子交换膜是一种阳离子交换膜，由于锂离子筛HMn2O4的存在，其只允许锂离子通过，其他阳离子及阴离子均无法通过该膜。
4.根据权利要求1所述的一种HMn2O4型锂离子交换膜电解制备高纯碳酸锂的方法，其特征在于：Li++HMn2O4＝LiMn2O4+H+及Li++LiMn2O4＝LiMn2O4+Li+为HMn2O4型锂离子交换膜的反应方程。
5.根据权利要求1所述的一种HMn2O4型锂离子交换膜电解制备高纯碳酸锂的方法，其特征在于：2Cl--2e-＝Cl2↑为阳极的反应方程。
6.根据权利要求1所述的一种HMn2O4型锂离子交换膜电解制
7.根据权利要求1所述的一种HMn2O4型锂离子交换膜电解制备高纯碳酸锂的方法，其特征在于：2LiOH+CO2＝Li2CO3↓+H2O为氢氧化锂的碳化反应方程。
...【技术特征摘要】
1.本发明提供了一种hmn2o4型锂离子交换膜电解制备高纯碳酸锂的方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种hmn2o4型锂离子交换膜电解制备高纯碳酸锂的方法，其特征在于：密炼、开炼温度控制在140～145℃，热压温度控制在125～135℃，热压压力控制在13～14mpa。
3.根据权利要求1所述的一种hmn2o4型锂离子交换膜电解制备高纯碳酸锂的方法，其特征在于：hmn2o4型锂离子交换膜是一种阳离子交换膜，由于锂离子筛hmn2o4的存在，其只允许锂离子通过，其他阳离子及阴离子均无法通过该膜。
4.根据权利要求1所述的一种hmn2o4型锂离子交换膜电解制备高纯碳酸锂的方法，其特征在于：l...
【专利技术属性】
技术研发人员：殷衡，
申请(专利权)人：深圳苏邦能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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