[发明专利]一种利用粗碳酸锂制备高纯碳酸锂联产氟化锂的方法

说明书

技术领域

本发明属于碳酸锂精制技术领域，具体涉及一种利用粗碳酸锂制备高纯碳酸锂联产氟化锂的方法。

背景技术

锂元素因其特殊性质被誉为“二十一世纪的能源金属”，锂元素及其化合物被称为“工业味精”，产品用途跨越了多个尖端行业的锂产业链。锂元素及其化合物主要来源于锂矿石和盐湖锂资源的提取。碳酸锂(Li₂CO₃)作为基础锂盐产品之一，国内企业根据现有的产品标准GB/T11075-2003、YS/T582-2006、YS/T546-2008和GB/T23853-2009，将碳酸锂分为工业级碳酸锂(主含量<99.50％)，电池级碳酸锂(99.50％≤含量<99.99％)和高纯碳酸锂(主含量≥99.99％)三类，主要应用于陶瓷、玻璃、原子能、航空航天和锂电池、锂合金、医药等领域。

目前，国外锂(包括碳酸锂)主要来源于盐湖锂资源，这是因为盐湖锂提取成本低于矿石提锂成本约3～5万元，同时矿石锂资源分布和不可再生性决定了要持续发展就要节约矿石资源。但国内的锂(包括碳酸锂)来源主要是矿石锂资源，这是因为盐湖锂资源因受技术瓶颈制约，产品级别最高达电池级，局限了应用市场，需要矿石提锂弥补市场高纯需求。两者相比，国内的锂产品在市场上缺乏竞争力。

国内外高纯碳酸锂的制备主要是苛化法、重结晶法、电解法、氢化沉淀法以及氢化分解法等方法或方法组合，其关键技术是将金属杂质离子含量降低至10ppm以下甚至更低。国内现有的除杂方法是在制备过程中加入沉淀剂，沉淀剂可为草酸、草酸锂、草酸钠、磷酸、磷酸锂、磷酸钠、磷酸二氢锂、磷酸二氢钠、硫化钠、硫代乙酰胺等中的一种或两种以上的组合物。实际生产中，加入沉淀剂确实可提升碳酸锂的产品质量，但个别金属离子仍达不到高纯碳酸锂的要求，如磷酸及磷酸盐除钙效果就不明显。

结合市场需求及上述情况，探索一种粗碳酸锂制备高纯碳酸锂的方法，降低现有高纯碳酸锂的制备成本，提升国际市场竞争力，促进国内相关行业的持续发展是锂资源行业发展的首要前提。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用粗碳酸锂制备高纯碳酸锂联产氟化锂的方法，解决现有以盐湖锂为原料的制备方法所得产品达不到高纯碳酸锂要求的问题。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种利用粗碳酸锂制备高纯碳酸锂联产氟化锂的方法，包括下列步骤：

1)将粗碳酸锂加水配制成料浆A，搅拌、过滤、洗涤，得碳酸锂精矿；

2)将步骤1)所得碳酸锂精矿加水配制成碳酸锂料浆，加入石灰进行苛化反应，后过滤得粗氢氧化锂溶液；

3)将步骤2)所得粗氢氧化锂溶液浓缩后过滤，向滤液中加入络合剂除去杂质金属离子，得精制氢氧化锂溶液；

4)向步骤3)所得精制氢氧化锂溶液中通入CO₂进行碳化反应，后过滤得碳酸氢锂溶液；

5)将步骤4)所得碳酸氢锂溶液加热进行脱碳反应，后过滤并洗涤，滤饼经干燥得高纯碳酸锂；合并滤液和洗液，加入氢氟酸调节其为酸性或中性，生成沉淀后过滤并洗涤，滤饼经干燥即得氟化锂。

所述粗碳酸锂中碳酸锂的质量含量为40％～70％。

所述粗碳酸锂包含以下质量百分比的组分：Li₂CO₃40％～70％、Na⁺10.0％～18％、K⁺3.0％～4.0％、Cl-8.0％～15.0％、SO₄^2-1.2％～4.0％、Ca²⁺0.5％～1.6％、Mg²⁺0.4％～3.0％、Fe²⁺0.2％～0.5％。

所述粗碳酸锂为盐湖粗碳酸锂、矿石锂或低品位锂。

步骤1)中，配制料浆A时液固比为0.8～8。

步骤1)中所述搅拌是在0～100℃条件下搅拌0.5～10h。

步骤1)中所述过滤和洗涤所得滤液和洗液用于生产其他产品，如氟化钾、氟化钠等。

步骤2)中，石灰的加入量为：石灰与料浆B中碳酸盐的摩尔比为1.0～1.5:1。

步骤2)所得粗氢氧化锂溶液中锂离子浓度为1～10g/L，pH为13～14。

步骤3)还可以为：

将步骤2)所得粗氢氧化锂溶液浓缩后过滤并洗涤，合并滤液和洗液得混合液，向混合液中加入络合剂除去杂质金属离子，得精制氢氧化锂溶液。