【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池材料，特别是涉及一种制备四氟硼酸锂联产氟化锂的方法。
技术介绍
1、四氟硼酸锂(libf4)具有在水分、温度敏感性及安全性能等方面的优势，迎合了锂离子电池的需求，作为电解液的新型锂盐或添加剂已被广泛认可，成为近年关注的热点。现有制备libf4的方法中，主要有固-气接触法、水溶液法、非水溶液法等，其中固-气接触法工艺简单、容易实施，但反应生成的libf4包裹在固体原料lif的表面，不利于反应的深入进行，所得产品质量不高；非水溶液法制得的libf4纯度较高，但反应物溶解度较小，反应速度慢，生产效率低；水溶液法反应原理简单，生成效率高；
2、公开号为cn103342372b的中国专利技术专利《一种四氟硼酸锂的制备方法》公开了提供一种四氟硼酸锂的制备方法，用氟硼酸与碳酸锂反应生成四氟硼酸锂，再用乙醇结晶、干燥得目标产品。另有公开号cn109110774b的中国专利技术专利《一种四氟硼酸锂的制备方法》公开了以氟化氢的水溶液与硼酸反应制得氟硼酸，再与碳酸锂反应制得四氟硼酸锂，然后纯化干燥制得目标产品。这些方法使用氟硼酸或氟化氢做原料，价格都较高，使得产品成本较高，影响着四氟硼酸锂的广泛工业化应用。
3、公开号为cn101289195b的中国专利技术专利《一种制备氟硼酸钾联产白炭黑和氟硅酸钠的方法》，给出了制备廉价氟硼酸的启示，即以氟硅酸和硼酸反应制得氟硼酸，但该方法的反应进行不充分，反应结束后体系中仍剩余大量的氟硅酸，不得不添加工业盐使其沉淀为氟硅酸钠。若采用类似的方法制备四氟硼酸锂，也即氟硅
4、因此，亟需一种制备四氟硼酸锂联产氟化锂的方法来解决上述提到的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就在于克服现有技术的方法经济效益较差的技术问题，提供一种成本低的制备四氟硼酸锂联产氟化锂的方法。
2、为达到上述目的，本专利技术是按照以下技术方案实施的：
3、一种制备四氟硼酸锂联产氟化锂的方法，包括以下步骤，以氟化氢铵水溶液与硼酸反应制得含氟硼酸和氟化铵的混合溶液，再与氢氧化锂反应，生成四氟硼酸锂、氟化锂和氨气。
4、具体的，本专利技术所使用的氟化氢铵由氟硅酸制备获得；也可直接购买获得。
5、优选的，所述氟化氢铵水溶液与硼酸的反应温度为50-70℃，反应时间为2-4h。
6、优选的，氟化氢铵水溶液中的氟化氢铵与硼酸的摩尔比为(4.1-4.5):1。
7、具体的，氟化氢铵过量确保硼酸充分反应，过量的氟化氢铵与氢氧化锂反应生成不易溶的氟化锂和气体氨，都容易分离除去。
8、优选的，所述氢氧化锂加入量为氟化氢铵物质的量的1.35-1.5倍。
9、优选的，混合溶液与氢氧化锂的反应温度为50-70℃，反应时间为1-2h。
10、优选的，混合溶液与氢氧化锂反应的过程中氨气挥发，得到的反应液经过滤后得到滤液与固体氟化锂。
11、缓慢的向含氟硼酸和氟化铵的混合溶液中加入氢氧化锂，反应过程中氨气挥发，氟化锂逐渐沉淀，趁热过滤。挥发的氨气收集后可回用于氟硅酸氨解过程。
12、优选的，所述滤液为四氟硼酸锂水溶液，四氟硼酸锂水溶液经加热后蒸发得到四氟硼酸锂粗品。
13、具体的，所述滤液为四氟硼酸锂水溶液，加热到100-120℃使水完全蒸发，再继续加热2-4h，得四氟硼酸锂粗品。
14、优选的，将所述四氟硼酸锂粗品溶于无水乙醇，过滤、蒸发、降温结晶得到高纯四氟硼酸锂。
15、优选的，四氟硼酸锂粗品溶于无水乙醇后的蒸发过程中，蒸发掉80-95％的无水乙醇。
16、具体的，将所得四氟硼酸锂粗品溶于其体积0.5-3倍的无水乙醇，过滤除去少量不溶的氟化锂和氢氧化锂得到四氟硼酸锂滤液；对四氟硼酸锂滤液在80-100℃蒸发掉80-95％的无水乙醇后，降温到0-10℃结晶；将所得结晶在110-130℃干燥12-24h，得高纯四氟硼酸锂。
17、优选的，所述固体氟化锂用乙醇清洗、干燥后得到氟化锂。
18、氟化锂是利用价值较高的重要的氟化工原料，可外售。上述过程涉及的化学反应有：
19、4nh4hf2+h3bo3→hbf4+4nh4f+3h2o；
20、hbf4+lioh→libf4+h2o；
21、nh4f+lioh→lif↓+nh3↑+h2o。
22、进一步具体的，氟化氢铵由氟硅酸制备如下：
23、以氟硅酸和氨水为原料，将两者快速反应制得白炭黑晶种，时间在20秒之内，反应终点ph在6.5-7.5之间；以制好的白炭黑晶种为基础，将水、氟硅酸与氨水加入进行反应，反应终点ph控制在8-9之间，制得白炭黑沉淀和氟化铵溶液的料浆；滤除白炭黑，得到氟化铵溶液，再加热浓缩、145-155℃分解得氟化氢铵溶液。
24、涉及的化学反应有：
25、h2sif6+6nh3·h2o→6nh4f+sio2↓+4h2o；
26、2nh4f→nh4hf2+nh3↑。
27、氟化氢铵来源于氟硅酸氨解、浓缩和分解，其制备方法也可参见公开号为cn100577568c的中国专利技术专利《一种生产氟化氢铵联产白炭黑的方法》。.
28、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
29、本专利技术使用氟化氢铵与硼酸反应制得氟硼酸，反应进行比较充分，几乎没用原料氟化氢铵剩余；反应体系接着与氢氧化锂反应，反应产物为气、液、固三相，容易分离；制得高价值四氟硼酸锂产品的同时副产高价值氟化锂，没有低价值的副产物，整体经济效益较好；所用原料氟化氢铵由廉价的氟硅酸经氨解、浓缩、分解制备，成本进一步降低，而且氟硅酸氨解是酸与碱反应，进行比较彻底，氟硅酸基本无浪费，四氟硼酸锂的收率不低于94％。
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1.一种制备四氟硼酸锂联产氟化锂的方法，其特征在于：包括以下步骤，以氟化氢铵水溶液与硼酸反应制得含氟硼酸和氟化铵的混合溶液，再与氢氧化锂反应，生成四氟硼酸锂、氟化锂和氨气。
2.根据权利要求1所述的一种制备四氟硼酸锂联产氟化锂的方法，其特征在于：所述氟化氢铵水溶液与硼酸的反应温度为50-70℃，反应时间为2-4h。
3.根据权利要求1所述的一种制备四氟硼酸锂联产氟化锂的方法，其特征在于：氟化氢铵水溶液中的氟化氢铵与硼酸的摩尔比为(4.1-4.5):1。
4.根据权利要求1所述的一种制备四氟硼酸锂联产氟化锂的方法，其特征在于：所述氢氧化锂加入量为氟化氢铵物质的量的1.35-1.5倍。
5.根据权利要求1所述的一种制备四氟硼酸锂联产氟化锂的方法，其特征在于：混合溶液与氢氧化锂的反应温度为50-70℃，反应时间为1-2h。
6.根据权利要求1所述的一种制备四氟硼酸锂联产氟化锂的方法，其特征在于：混合溶液与氢氧化锂反应的过程中氨气挥发，得到的反应液经过滤后得到滤液与固体氟化锂。
7.根据权利要求6所述的一种制备四氟硼
8.根据权利要求7所述的一种制备四氟硼酸锂联产氟化锂的方法，其特征在于：将所述四氟硼酸锂粗品溶于无水乙醇，过滤、蒸发、降温结晶得到高纯四氟硼酸锂。
9.根据权利要求8所述的一种制备四氟硼酸锂联产氟化锂的方法，其特征在于：四氟硼酸锂粗品溶于无水乙醇后的蒸发过程中，蒸发掉80-95％的无水乙醇。
10.根据权利要求1所述的一种制备四氟硼酸锂联产氟化锂的方法，其特征在于：所述氟化氢铵由氟硅酸制备获得。
...【技术特征摘要】
1.一种制备四氟硼酸锂联产氟化锂的方法，其特征在于：包括以下步骤，以氟化氢铵水溶液与硼酸反应制得含氟硼酸和氟化铵的混合溶液，再与氢氧化锂反应，生成四氟硼酸锂、氟化锂和氨气。
2.根据权利要求1所述的一种制备四氟硼酸锂联产氟化锂的方法，其特征在于：所述氟化氢铵水溶液与硼酸的反应温度为50-70℃，反应时间为2-4h。
3.根据权利要求1所述的一种制备四氟硼酸锂联产氟化锂的方法，其特征在于：氟化氢铵水溶液中的氟化氢铵与硼酸的摩尔比为(4.1-4.5):1。
4.根据权利要求1所述的一种制备四氟硼酸锂联产氟化锂的方法，其特征在于：所述氢氧化锂加入量为氟化氢铵物质的量的1.35-1.5倍。
5.根据权利要求1所述的一种制备四氟硼酸锂联产氟化锂的方法，其特征在于：混合溶液与氢氧化锂的反应温度为50-70℃，反应时间为1-2...
【专利技术属性】
技术研发人员：李凌云，李云峰，辛婉婉，薛旭金，赵永锋，
申请(专利权)人：多氟多新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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