[发明专利]一种利用含较高杂质富锂溶液制备电池级碳酸锂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及碳酸锂制备的技术领域，更具体地讲，涉及一种利用含较高杂质富锂溶液制备电池级碳酸锂的方法。

背景技术

随着全球新能源汽车产业的快速发展，带动了动力电池的关键原料电池级碳酸锂的市场需求。

目前，电池级碳酸锂生产有矿石提锂和盐湖提锂两种路线，矿石提锂技术经过数年发展已较为成熟，该工艺所处理的原料多为锂辉石精矿，原料化学组成稳定，除硅、铝等主要杂质外，其它杂质含量较低，碳酸锂工艺过程易于控制，产品质量稳定可靠，中国目前大部分电池级碳酸锂均来自于该工艺路线。而盐湖具有锂资源蕴藏量大、提锂成本低的优势，全球碳酸锂中80％来源于盐湖提锂，但由于盐湖成分复杂、杂质含量高且大多数盐湖均处于高海拔高寒地区，日照、温度条件不稳定，导致盐湖提锂过程不易控制，因而其碳酸锂产品的产量、质量波动较大。

到目前为止，盐湖卤水提锂技术直接生产的碳酸锂产品仅能达到工业级(镁、钠、氯含量不达标)，生产电池级碳酸锂还需进一步的深加工提纯，采取碳化、酸化、氢化等方式进一步加工才能得到电池级碳酸锂，导致盐湖电池级碳酸锂的成本及质量优势并不明显。

现有的技术中已经公开了很多利用盐湖卤水制备电池碳酸锂的方法，这些方法的主要工艺路线包括卤水除杂-碳酸盐沉淀出工业级碳酸锂，再用二氧化碳将碳酸锂转成碳酸氢锂、过滤、树脂除杂、得到精制碳酸氢锂溶液，加热碳酸氢锂溶液分解出二氧化碳，沉淀出碳酸锂，经固液分离、洗涤、烘干后得到电池级碳酸锂产品。但是，该技术的工艺流程长、中间废水处理量大，对压力、反应温度、pH值、浓度控制等要求严格，反应器结垢厉害，不利于规模化生产。专利CN103958412A中提到虽然有很多方式可以从含锂卤水中提取碳酸锂，但不存在从含有显著量的如硼、镁、钙、钠、钾、氯化物以及硫酸盐等的浓锂卤水制备高纯度(电池级)碳酸锂的简化工艺。

发明内容

为了解决现有盐湖提锂工艺无法直接生产电池级碳酸锂而需进一步提纯加工导致生产成本高、操作工艺复杂的问题，本发明的目的是提供一种直接利用含较高杂质富锂溶液制备电池级碳酸锂的方法。

本发明公开了一种利用含较高杂质富锂溶液制备电池级碳酸锂的方法，所述方法包括以下步骤：

A、富锂溶液精制：将含较高杂质富锂溶液泵入反应釜中并升温至60～80℃，向富锂溶液中加入第一除杂剂并保温搅拌反应0.5～1h，维持60～80℃的温度并加入氢氧化钠或其水溶液调整pH值至11～12，继续保温搅拌反应0.5～2h，过滤得到精制富锂溶液；

B、碳酸钠溶液精制：向去离子水投入碳酸钠固体搅拌、溶解配制得到浓度为200～300g/L的碳酸钠溶液，再加入第二除杂剂和氢氧化钠并搅拌反应15～30min，过滤得到精制碳酸钠溶液；

C、沉锂：将所述精制富锂溶液与精制碳酸钠溶液反应得到碳酸锂浆料，其中，控制反应温度为70～95℃且反应时间为1～3h，控制反应终点时所述碳酸锂浆料中沉锂母液的碳酸根离子浓度为13～18g/L；

D、固液分离：将所述碳酸锂浆料保温0.5～1h后进行固液分离，得到碳酸锂含湿固体和沉锂母液；

E、洗涤：用去离子水将所述碳酸锂含湿固体淋洗后投入洗涤槽，按照1:3～5的固液比加入60～90℃的去离子水进行再浆洗涤，固液分离后得到碳酸锂湿料，洗水收集后可以用于碳酸钠溶液配制；

F、烘干：将所述碳酸锂湿料在250～450℃的条件下烘干，得到电池级碳酸锂。

根据本发明利用含较高杂质富锂溶液制备电池级碳酸锂的方法的一个实施例，所述方法还包括将所述电池级碳酸锂进行除磁、粉碎和包装得到电池级碳酸锂产品的步骤，其中，可根据客户需求控制粉碎粒度，常规粉碎粒度D₅₀：3～8μm，D₉₀：9～15μm。