[发明专利]一种利用高镁锂比盐湖卤水生产电池级碳酸锂的方法

说明书

本发明公开了一种利用高镁锂比盐湖卤水生产电池级碳酸锂的方法，具体来说是一种采用含正极材料的导电树脂在电渗析装置中对高镁锂比盐湖卤水中的镁锂进行分离，进一步生产电池级碳酸锂的工艺。本发明的工艺用在高镁锂比盐湖卤水提锂中，能大幅降低了生产电池级碳酸锂的生产成本，降低了污染，适合产业化。

技术领域

本发明公开了一种利用高镁锂比盐水卤水制备电池级碳酸锂方法，具体来说是一种采用电渗析对高镁锂比盐湖卤水进行镁锂进行分离，再生产电池级碳酸锂新工艺。

背景技术

在锂资源方面，主要是来源于矿石和盐湖，盐湖中储存着世界上70％左右的锂资源。目前世界上在开采的的盐湖，大部分是低镁锂比盐湖，但低镁锂比盐湖较少，高镁锂比盐湖占比更高。随着锂矿的日益枯竭以及低镁锂比盐湖开发产量受限，合理开发高镁锂比的盐湖锂资源正当其时。对高镁锂比盐湖资源的加工技术水平高低决定了盐湖开采企业的竞争力。

目前高镁锂比盐湖工业化的开发方法主要采用沉淀法、吸附法和萃取法。但从专利 CN201210032829的分析看，这三种技术都存在其缺陷，而这篇专利制得的锂吸附树脂，在使用酸碱再生过程中，衰减较快，影响使用成本。

专利CN102382984中采用电渗析的方法，利用磷酸铁的离子筛复合膜与嵌锂态复合膜在外加电势下，锂离子发生迁移，再通过卤水室和盐水室实现了卤水中的镁锂进行分离。但受限阳极和阴极复合膜的成本和生产方法，大规模生产成本偏高。本发明分别采用了含嵌锂态正极材料的树脂和含脱锂态正极材料的树脂作为阳极和阴极，在外加电势下对锂进行吸附和脱附，解决了高镁锂比盐湖提锂的关键难题。本发明工艺适合产业化。

在此背景下，本发明提供了一种利用高镁锂比盐湖卤水生产电池级碳酸锂的工艺。

发明内容

针对现有高镁锂比盐湖提锂中，提取成本高、污染严重、质量差的问题，本发明提供了一种采用电渗析的方法，利用高镁锂比盐湖卤水生产电池级碳酸锂的工艺。

为了实现上述目的，本申请采取的技术方案如下：

一种利用高镁锂比盐湖卤水生产电池级碳酸锂方法，该方法是通过下述装置实现的：

该装置包括一个上开口式的容器池1，所述的容器池1在中间设置有阴离子交换膜2，阴离子交换膜2将容器池1分隔为阳极池3和阴极池4；在阴极和阳极池的底部分别铺设有导电金属网5，在金属网5上连接电线6，且阴极池和阳极池的电线分别与正负电连接；所述的阳极池3中分布有阳极树脂7，阴极池中分布有阴极树脂8；

利用上述装置生产电池级碳酸锂方法，具体步骤如下：

1)在阳极池(3)注入不含镁的盐水；向阴极池(4)中注入含高镁锂比的卤水；

2)控制电压为0.5～5v，通电1～10小时后，阳极池脱锂、阴极池嵌锂，当阳极池和阴极池脱锂和嵌锂达到平衡，分别放出盐水和卤水，这时阳极脱锂后成为脱锂态，阴极嵌锂后成为嵌锂态；

3)改变电流方向，在上批阴极池中注入盐水，向上批阳极池中注入卤水，再重复上一个过程；

4)从上述电渗析池从排出的盐水，经浓缩至锂离子含量大于2000ppm后后，加入碳酸盐进行沉淀，过滤，干燥得到工业级碳酸锂；

5)步骤4)所得的工业级碳酸锂经二氧化碳碳酸氢化转成碳酸氢锂，碳酸氢锂料液分别通过阳离子交换树脂和阴离子交换树脂进行除杂，再加热结晶，过滤，干燥，粉碎，得到电池级碳酸锂。

所述的阳极树脂为含正极材料的导电树脂，即嵌锂态树脂；阴极树脂是由含正极材料的导电树脂进行预处理而得，为脱锂态树脂。

所述的含正极材料的导电树脂的制备方法如下：

1)在单体和交联剂中，加入引发剂、致孔剂和交联剂，混合均匀；