一种采用硫酸锂粗矿制备电池级碳酸锂的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111943237A(43)申请公布日2020.11.17(21)申请号202010898304.X(22)申请日2020.08.31(71)申请人长沙有色冶金设计研究院有限公司地址410019湖南省长沙市雨花区木莲东路299号(72)发明人姚腾猛袁爱武李伟达(74)专利代理机构长沙永星专利商标事务所(普通合伙)43001代理人周咏林毓俊(51)Int.Cl.C01D15/08(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种采用硫酸锂粗矿制备电池级碳酸锂的方法(57)摘要本发明公开了一种采用硫酸锂粗矿制备电池级碳酸锂的方法，包括以下步骤：1)两级浆洗；2)粗碳酸锂的制备；3)进一步浆洗+碳化；4)电池级碳酸锂的制备。在本发明中，一级浆洗采用氯化锂母液和硫酸钠溶液进行浆洗，可以降低硫酸锂的损失，提高回收率；二级浆洗采用含碳酸锂的再循环溶液L4作为浆洗液，溶解可溶性的钙镁离子的同时，回收再循环溶液中的锂；二级浆洗固液分离的滤液L5含锂，返回一级浆洗补液，溶解可溶性杂质离子的同时，降低一级浆洗锂的损失；在本发明中，二级硫酸锂精料采用制芒硝母液L15溶解，溶解过程析出NaCl混盐后沉锂；在本发明中，粗碳酸锂采用含碳酸锂的再循环溶液浆洗，减少系统外排的同时，又可以提高锂的收率。CN111943237ACN111943237A权利要求书1/2页1.一种的采用硫酸锂粗矿制备电池级碳酸锂的方法，包括以下步骤：1)两级浆洗：将硫酸锂粗矿粉碎筛选后，采用一级浆洗液在特定温度下进行一级浆洗，浆洗完毕后，进行固液分离，得到一级硫酸锂精料S1和一级浆洗滤液L3；将一级硫酸锂精料S1与再循环溶液L4在特定温度下，进行二级浆洗，二级浆洗料经固液分离后得到二级硫酸锂精料S2和二级浆洗滤液L5；二级浆洗滤液L5可返回至一级浆洗过程，作为浆洗液的一部分；2)粗碳酸锂的制备：将步骤1)中制备的二级硫酸锂精料S2在特定温度下溶解于制芒硝母液L15或硫酸钠溶液L2，在产生溶液L15之前，该步骤可只用硫酸钠溶液L2，溶解过程析出含NaCl的混盐，然后进行固液分离，得到NaCl混合盐滤饼S3和滤液；将滤液进行精密过滤，得到溶液L8；溶液L8经离子交换除硼后，得到溶液L9；将溶液L9加入到沉锂反应器，加入苏打液L10进行反应，析出碳酸锂晶体，反应液经固液分离后得到沉锂母液L11和粗碳酸锂S4；3)进一步浆洗+碳化：将粗碳酸锂S4用再循环溶液L4进行进一步浆洗，浆洗完毕后，经过固液分离，得到溶液L12和湿碳酸锂S6；将湿碳酸锂S6加入到碳酸锂浆化槽中，加入去离子水，在特定温度下进行浆化，浆化完毕后，将浆化液泵入碳化反应釜，接着通入CO2气体和再循环溶液L4，在特定温度下进行碳化反应，反应完毕后，将反应液进行精密过滤，得到溶液L13；4)电池级碳酸锂的制备：将步骤3)中的溶液L13经过离子交换法去除钙镁后，得到再循环溶液L14；将溶液L14加入脱碳反应釜进行脱碳反应，接着进行固液分离，得到溶液L4和湿碳酸锂S7；将湿碳酸锂S7进行干燥脱水处理得到碳酸锂S8，碳酸锂S8经过粉碎至合格粒径得到电池级碳酸锂S9；其中：步骤1)中的一级浆洗液为氯化锂母液L1和硫酸钠溶液L2组成的混合液或者氯化锂母液L1、硫酸钠溶液L2和二级浆洗滤液L5组成的混合液。2.根据权利要求1所述的采用硫酸锂粗矿制备电池级碳酸锂的方法，其特征在于，所述步骤1)中，浆洗在浆洗反应器中进行，设定温度为60～70℃，氯化锂母液L1的浓度为200～500g/L，硫酸钠溶液L2中Na2SO4浓度200～450g/L，浆洗液为氯化锂母液L1和硫酸钠溶液L2的组合时，两者的混合体积比为0.9:1～1.2:1；浆洗液为氯化锂母液L1、硫酸钠溶液L2和二级浆洗滤液L5组成时，L1与L2的混合液与L5的体积比为2:1～4:1；一级浆洗过程的固液比为1:1～1.5:1；获得的一级硫酸锂精料S1含湿量10～20％，其中Li2SO4含量20～40％；一级浆洗滤液L3中富含的MgSO4和MgCl2，可用于生产石膏和水氯镁石，并得到富含氯化锂的氯化锂母液L1。3.根据权利要求1所述的采用硫酸锂粗矿制备电池级碳酸锂的方法，其特征在于，所述步骤1)中，设定温度为60～70℃，再循环溶液L4为电池级碳酸锂的制备步骤4)中脱碳后的溶液，在产生溶液L4之前，该步骤的再循环溶液L4采用浓度为5～15g/L的碳酸锂溶液；二级浆洗过程的固液比为0.8:1～1.2:1。4.根据权利要求1所述的采用硫酸锂粗矿制备电池级碳酸锂的方法，其特征在于，所述步骤2)中，特定温度为60～70℃，硫酸钠溶液L2中Na2SO4浓度200～450g/L，制芒硝母液L15中NaCl