[0001] 本发明涉及一种制取碳酸锂的方法及碳酸锂产 品。

背景技术

[0002] 电池废料循环经济中， 电池废料中的锂元素回收， 一般采用氟化钠沉淀氟化锂 的办法予以回收， 做成的粗制氟化锂作为锂原料再精制成碳酸锂 ， 这其中最大 的问题是氟化锂的分解、 除氟。 常规的酸解比较困难， 酸耗大， 操作环境恶劣 ， 且分解率不高， 要经过多次分解， 工艺流程长， 成本高； 分解后由于产生的 氢氟酸腐蚀性强， 易挥发， 尤其是在强酸环境中， 对设备防腐要求高， 投资巨 大； 对操作人员的防护也十分困难。 因此， 目前还没有较好的办法用氟化锂来 制取碳酸锂。

技术问题

[0003] 现有技术酸解比较困难， 酸耗大， 操作环境恶劣， 且分解率不高， 要经过多次 分解， 工艺流程长， 成本高； 分解后由于产生的氢氟酸腐蚀性强， 易挥发， 尤 其是在强酸环境中， 对设备防腐要求高， 投资巨大； 对操作人员的防护也十分 困难。 本发明的目的在于公幵一种在低酸度环境下， 一次性分解氟化锂， 除去 氟离子， 简单而又经济的用粗制氟化锂制取工业级碳酸 锂的方法。 本发明的目 的在于公幵一种在低酸度环境下， 一次性分解氟化锂， 除去氟离子， 简单而又 经济的用粗制氟化锂制取工业级碳酸锂的方法 。

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 本发明的技术解决方案是： 用粗制氟化锂制取工业级碳酸锂的方法， 其特殊之 处在于： 包括如下步骤：

[0005] a.制浆： 先将粗制氟化锂搅拌成浆状， 加酸制成粗制氟化锂浆状物料；

[0006] b.复分解： 将步骤 a制得的粗制氟化锂浆状物料， 加入到沸腾的氯化钙溶液中， 再加入碱性物质， 制取氯化锂溶液； [0007] c.沉淀碳酸锂： 将步骤 b制得的氯化锂溶液， 加热， 再根据氯化锂溶液中锂的质 量， 加入碳酸盐溶液， 保温搅拌， 过滤， 滤饼即为碳酸锂产品。

[0008] 进一步地， 所述制浆： 先将粗制氟化锂搅拌成浆状， 加酸调节 PH至 0.5-3， 优 选 1.0-2.5、 1.5-2.0， 制成粗制氟化锂浆状物料。

[0009] 进一步地， 所述复分解： 先调制氯化钙溶液， 并加热至沸腾待用。 然后将步骤 a制得的粗制氟化锂浆状物料， 加入到沸腾的氯化钙溶液中， 再加入氢氧化钠， 保温反应 0.5-5.0小吋， 优选依次为： 1.0-4.5小吋， 1.5-4.0小吋， 2.0-3.5小时， 2.5- 3.0小吋， 过滤、 洗涤， 滤液为氯化锂溶液进入下道工序。

[0010] 进一步地， 所述沉淀碳酸锂： 先将碳酸钠以质量百分比 10-25%， 优选 15-20% 加热溶解， 保温在 60-100°C， 优选依次为 65-95°C， 70-90°C， 75-85°C, 80°C: 然 后将步骤 b制得的氯化锂溶液， 加热到 60-100°C， 优选依次为 65-95°C， 70-90°C， 75-85°C， 80°C: 再按氯化锂溶液中锂质量的 6-15倍， 优选依次为 7-14倍， 8-13倍 ， 9-12倍， 10-11倍， 缓慢加入纯碳酸盐溶液， 加入速度为 0.5-2.0m 3/h， 优选为 ： l-1.5m ³ /h, 保温搅拌 0.5-4小吋， 优选依次为 1.0-3.5小吋， 1.5-3.0小日寸， 2-2.5 小吋， 过滤、 洗涤， 滤液和洗液合并， 用于溶解碳酸钠， 滤饼即为碳酸锂产品

[0011] 进一步地， 所述加酸为加硫酸、 盐酸、 硝酸的一种或多种。

[0012] 进一步地， 所述碳酸盐溶液， 为碳酸钠溶液、 碳酸钾溶液、 碳酸铵溶液的一种 或多种混合液。

[0013] 进一步地， 所述碱性物质， 为氢氧化钠、 氢氧化钾、 氢氧化铵的一种或多种。

发明的有益效果

有益效果

[0014] 本发明由于采用了以上技术方案， 在低酸度环境下， 一次性分解氟化锂， 除去 氟离子， 利用复分解反应， 使氟化锂分解成锂离子和氟化钙沉淀， 使分解和除 氟一次性完成， 操作简单、 制造成本低、 锂元素回收率高。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0015] 用粗制氟化锂制取工业级碳酸锂的方法， 包括如下步骤： [0016] a.制浆： 先将粗制氟化锂在制浆桶内按固液质量比 1 : 2.5的比例搅拌成浆状 。 用盐酸调节 PH在 1.5。 b.复分解反应： 先在分解桶内按质量百分比 30%溶解氯 化钙， 并加热至沸待用。 将步骤 a制得的粗制氟化锂浆状物料， 以每小吋 0.2m 3 的速度加入到沸腾的氯化钙溶液中， 步骤中， 检査溶液中钙离子含量， 当钙离 子达到 0.5g/L左右吋， 停止加入粗制氟化锂料浆。 用氢氧化钠调节锂液 PH值到 13 ， 保温反应 1.5小吋。 过滤洗涤。 滤饼作为氟化钙副产品； 滤液为氯化锂溶液进 入下一工序； 洗液用于配氯化钙用。 c.沉淀碳酸锂： 在碳酸钠溶解桶内将碳酸钠 以质量百分比 20%加热溶解， 保持温度在 100°C。 氯化锂溶液在沉锂桶内， 加热 到 100°C， 按锂质量的 9.5倍， 缓慢加入纯碳酸钠量的热碳酸钠溶液。 加入速度为 0.3m 3/h。 保温搅拌 2.5小吋。 过滤、 洗涤。 滤液和洗液合并， 用于溶解碳酸钠； 滤饼即为碳酸锂产品。

本发明的实施方式

[0017] 下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明 ：

[0018] 用粗制氟化锂制取工业级碳酸锂的方法， 包括如下步骤：

[0019] b.制浆： 先将粗制氟化锂搅拌成浆状， 加酸制成粗制氟化锂浆状物料；

[0020] b.复分解： 将步骤 a制得的粗制氟化锂浆状物料， 加入到沸腾的氯化钙溶液中， 再加入碱性物质， 制取氯化锂溶液；

[0021] c.沉淀碳酸锂： 将步骤 b制得的氯化锂溶液， 加热， 再根据氯化锂溶液中锂的质 量， 加入碳酸盐溶液， 保温搅拌， 过滤， 滤饼即为碳酸锂产品。

[0022] 实施例 1:用粗制氟化锂制取工业级碳酸锂的方法， 包括如下步骤：

[0023] a.制浆： 先将粗制氟化锂在制浆桶内按固液质量比 1 : 1的比例搅拌成浆状。

用盐酸调节 PH在 1.0。 b.复分解反应： 先在分解桶内按质量百分比 30%溶解氯化 钙， 并加热至沸待用。 将步骤 a制得的粗制氟化锂浆状物料， 以每小吋 0.5m 3的 速度加入到沸腾的氯化钙溶液中， 步骤中， 检査溶液中钙离子含量， 当钙离子 达到 2g/L左右吋， 停止加入粗制氟化锂料浆。 用氢氧化钠调节锂液 PH值到 12， 保温反应 2小吋。 过滤洗涤。 滤饼作为氟化钙副产品； 滤液为氯化锂溶液进入下 一工序； 洗液用于配氯化钙用。 c.沉淀碳酸锂： 在碳酸钠溶解桶内将碳酸钠以质 量百分比 25%加热溶解， 保持温度在 100°C。 氯化锂溶液在沉锂桶内， 加热到 100 °C， 按锂质量的 9倍， 缓慢加入纯碳酸钠量的热碳酸钠溶液。 加入速度为 0.5m 3/h 。 保温搅拌 1小吋。 过滤、 洗涤。 滤液和洗液合并， 用于溶解碳酸钠； 滤饼即为 碳酸锂产品。 所述按氯化锂溶液中锂质量的 N倍， 是指锂质量与碳酸盐的质量倍 数。 下同。

[0024] 实施例 2:用粗制氟化锂制取工业级碳酸锂的方法， 包括如下步骤：

[0025] a.制浆： 先将粗制氟化锂在制浆桶内按固液质量比 1 : 2的比率搅拌成浆状。

用硝酸调节 PH在 0.5。 b.复分解反应： 先在分解桶内按质量百分比 20%溶解氯化 钙， 并加热至沸待用。 然后将步骤 a制得的粗制氟化锂浆状物料， 以每小吋 0.2m 3的速度加入到沸腾的氯化钙溶液中， 步骤中， 检査溶液中钙离子含量， 当钙离 子达到 lg/L左右吋， 停止加入粗制氟化锂料浆。 用氢氧化钠调节锂液 PH值到 13 ， 保温反应 1小吋。 过滤洗涤。 滤饼作为氟化钙副产品； 滤液为氯化锂溶液进入 下一工序； 洗液用于配氯化钙用。 c.沉淀碳酸锂： 在碳酸钠溶解桶内将碳酸钠以 质量百分比 20%加热溶解， 保持温度在 90°C。 氯化锂溶液在沉锂桶内， 加热到 90 °C， 按锂量的 10倍， 缓慢加入纯碳酸钠量的热碳酸钠溶液。 加入速度为 0.5m 3/h 。 保温搅拌 3小吋。 过滤、 洗涤。 滤液和洗液合并， 用于溶解碳酸钠； 滤饼即为 碳酸锂产品。

[0026] 实施例 3:用粗制氟化锂制取工业级碳酸锂的方法， 包括如下步骤：

[0027] a.制浆： 先将粗制氟化锂在制浆桶内按固液质量比 1 : 3的比例搅拌成浆状。

用盐酸调节 PH在 2.0。 b.复分解反应： 先在分解桶内按质量百分比 30%溶解氯化 钙， 并加热至沸待用。 将步骤 a制得的粗制氟化锂浆状物料， 以每小吋 0.3m 3的 速度加入到沸腾的氯化钙溶液中， 步骤中， 检査溶液中钙离子含量， 当钙离子 达到 0.5g/L左右吋， 停止加入粗制氟化锂料浆。 用氢氧化钠调节锂液 PH值到 10， 保温反应 2小吋。 过滤洗涤。 滤饼作为氟化钙副产品； 滤液为氯化锂溶液进入下 一工序； 洗液用于配氯化钙用。 c.沉淀碳酸锂： 在碳酸钠溶解桶内将碳酸钠以质 量百分比 25%加热溶解， 保持温度在 100°C。 氯化锂溶液在沉锂桶内， 加热到 100 °C， 按锂质量的 10倍， 缓慢加入纯碳酸钠量的热碳酸钠溶液。 加入速度为 0.4m 3 /h。 保温搅拌 1.5小吋。 过滤、 洗涤。 滤液和洗液合并， 用于溶解碳酸钠； 滤饼 即为碳酸锂产品。

[0028] 实施例 4:用粗制氟化锂制取工业级碳酸锂的方法， 包括如下步骤：

[0029] a.制浆： 先将粗制氟化锂在制浆桶内按固液质量比 1 : 2.5的比例搅拌成浆状 。 用盐酸调节 PH在 1.5。 b.复分解反应： 先在分解桶内按质量百分比 30%溶解氯 化钙， 并加热至沸待用。 将步骤 a制得的粗制氟化锂浆状物料， 以每小吋 0.2m 3 的速度加入到沸腾的氯化钙溶液中， 步骤中， 检査溶液中钙离子含量， 当钙离 子达到 0.5g/L左右吋， 停止加入粗制氟化锂料浆。 用氢氧化钠调节锂液 PH值到 13 ， 保温反应 1.5小吋。 过滤洗涤。 滤饼作为氟化钙副产品； 滤液为氯化锂溶液进 入下一工序； 洗液用于配氯化钙用。 c.沉淀碳酸锂： 在碳酸钠溶解桶内将碳酸钠 以质量百分比 20%加热溶解， 保持温度在 100°C。 氯化锂溶液在沉锂桶内， 加热 到 100°C， 按锂质量的 9.5倍， 缓慢加入纯碳酸钠量的热碳酸钠溶液。 加入速度为 0.3m 3/h。 保温搅拌 2.5小吋。 过滤、 洗涤。 滤液和洗液合并， 用于溶解碳酸钠； 滤饼即为碳酸锂产品。

[0030] 实施例 5:用粗制氟化锂制取工业级碳酸锂的方法， 包括如下步骤：

[0031] a.制浆： 先在 5m 3制浆桶内预先加入清水或洗水 2.5m 3， 幵启搅拌， 加入粗制 氟化锂 1.5吨， 搅拌成浆状， 加入盐酸， 调节 PH在 0.5， 搅拌 30分钟， 用酸保持 P H值在 0.5。 另在 10m 3分解桶预先加入清水或洗涤水 3m 3， 加入氯化钙 1.0吨， 搅 拌并加热至沸待用。 b.复分解反应： 将步骤 a制得的粗制氟化锂浆状物料， 以每 小吋 0.5m 3的速度加入到沸腾的氯化钙溶液中， 步骤中， 检査溶液中钙离子含量 ， 当钙离子达到 0.5g/L左右吋， 停止加入粗制氟化锂料浆。 用氢氧化钠调节锂液 PH值到 13， 保温反应 1小吋。 过滤洗涤。 滤饼作为氟化钙副产品； 滤液为氯化锂 溶液进入下一工序； 洗液用于配氯化钙用。 c.沉淀碳酸锂： 在 5m 3碳酸钠溶解桶 内预先加入水 3.0m 3， 加入碳酸钠 650kg， 幵启搅拌， 加热至沸。 泵入 5m 3氯化锂 溶液在 10m 3沉锂桶内， 加热到 100°C， 幵启搅拌， 检测锂的含量， 按锂量的 9倍 ， 加入纯碳酸钠量的热溶液。 加入速度为 0.5m 3/h。 保温搅拌 3小吋。 过滤、 洗涤 。 滤液和洗液合并， 用于溶解碳酸钠； 滤饼即为碳酸锂产品。

[0032] 本发明的实施例不限于以上例举， 凡是本发明技术方案参数范围内及参数范围 外附近每个技术要素点， 以及本领域技术人员能依据本发明技术方案进 行推理 、 扩展、 排列组合的技术特征都属本发明实施例例举的 范围。 工业实用性

本发明经中试， 其相关检测、 收得率等指标如下表：