[发明专利]一种回收电池级碳酸锂沉锂母液制备锂盐的方法

说明书

技术领域

本发明涉及回收沉锂母液的方法，具体涉及一种回收含氟化锂废料制备锂盐的方法。

背景技术

碳酸锂是锂盐工业的基础材料，有多种工业用途，不仅可以直接使用，还可以作为原料制备各种附加值高的锂盐及其化合物。广泛应用于电池行业、陶瓷业、玻璃业、铝工业、润滑剂、制冷剂、核工业及光电行业等新兴应用领域。

电池级碳酸锂主要用于生产钴酸锂、磷酸铁锂、镍酸锂、锰酸锂、三元材料、镍钴锰酸锂等锂离子电池的正极材料。电池级碳酸锂的制备方法一般以Li₂SO₄或LiCl为原料，采用纯碱沉锂或二氧化碳深度碳化沉锂，沉锂后，Li⁺以Li₂CO₃沉淀下来，但溶液中仍存在少量Li⁺，其Li⁺约为2g/L，该溶液称为沉锂母液。该工艺生产碳酸锂，工艺液量平衡是解决锂回收率的关键问题。液量不平衡，含锂溶液流失就很多，导致锂资源流失，含锂的水理循环的路线越长，锂的损失也越大。所以该工艺解决沉锂母液回收问题是工艺技术的关键。

最早的方法是沉锂母液先加硫酸中和，然后再蒸发浓缩分离出硫酸钠，母液返回浸锂系统。这也是目前大多数企业处理沉锂母液的方法。

改良后的方法是沉锂母液先冷冻，然后分离十水硫酸钠，再对母液进行蒸发浓缩分离出碳酸锂，母液再进行冷冻，如此自循环。

少数厂家采用的沉锂母液的处理方法是：先冷却析出硫酸钠，母液在分成两部分走，大部分加到浸出液中参与净化浸出液然后在蒸发浓缩，剩余部分到矿浸锂系统。这种处理方式蒸汽耗量同样很大，而且回到矿浸锂系统的部分由于循环路线而使锂的损失增加。

发明专利(ZL201110122564.9)公开了一种电池级碳酸锂沉锂母液的处理方法，采用沉锂母液酸化、蒸发浓缩并析钠、沉锂、循环等步骤回收电池级碳酸锂母液制备电池级碳酸锂，该工艺蒸发量大，蒸发能耗高，且沉锂回收率不高。

发明专利(ZL 201110190405.2)公开了一种利用高纯碳酸锂沉锂母液制备电池级磷酸二氢锂的方法，该专利利用磷酸和磷酸盐对碳酸锂沉锂母液进行初步提锂和深度提锂，得到磷酸锂和磷酸氢二锂混合物，再利用该混合物与磷酸反应生成磷酸二氢锂溶液，再经过浓缩蒸发、冷却结晶、离心分离、饱和洗涤、烘干、气流粉碎与包装，得到电池级磷酸二氢锂。该工艺技术复杂，锂综合回收率不高，处理成本也较高。

发明内容

本发明提出一种回收含氟化锂废料制备锂盐的方法，该方法对锂的回收率高，对环境污染少，弥补了现有技术中的不足之处。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种回收电池级碳酸锂沉锂母液制备锂盐的方法，包括以下步骤：

A、沉锂：将沉锂母液升温至80～95℃，往溶液中加入H₃PO₃溶液调节溶液的pH值为6～8，搅拌10～30min，然后加入NaOH溶液调节溶液的pH为10～12，再搅拌10～30min，过滤得到磷酸锂和滤液；

B、配料：往步骤A中得到的磷酸锂中加入纯水或洗液配成浆料，控制固液重量百分比为30％～40％，并搅拌均匀；

C、酸化：往步骤B配好的浆料中加入无机酸，调节浆料的pH为0～4；

D、转型：往步骤C得到的浆料中按浆料中Li₃PO₃质量过量0～10％加入计算量的浓度为300～400g/L的钙盐溶液，搅拌反应30～60min，将Li₃PO₃转型为锂盐；

E、调pH：往步骤D得到的锂盐溶液中加入NaOH溶液，调节溶液的pH为8～10，并静置陈化30～60min；

F、固液分离：将步骤E得到的溶液过滤，得到磷酸钙渣和锂盐溶液，将磷酸钙渣加水洗涤2～4次，洗液返回步骤B配料。

本发明的一种回收电池级碳酸锂沉锂母液制备锂盐的方法，还可以是：

进一步地，所述步骤C中加入的无机酸为HCl和HNO₃中的一种。其优点是这几种酸为无机强酸，用量少，pH响应灵敏。

进一步地，所述HCl的浓度为25％～31％，所述HNO₃的浓度为40％～60％。其优点是，该浓度范围为这两种酸的常用工业酸浓度，可以不用调配直接加入。