[发明专利]一种制备含有锂离子的溶液的方法、设备及应用

说明书

本申请提供了一种制备含有锂离子的溶液的方法，并利用制备的该含有锂离子的溶液制备碳酸锂，此外，本申请还提供一种多级逆流固液接触设备。在制备含有锂离子的溶液的方法中，所用原料可以是各种含锂回收原料，锂的回收率达到了94％以上，不仅节约了宝贵的锂资源，还能通过进一步制备碳酸锂来满足国内电动车电池及大型储能电池旺盛的市场需求。

技术领域

本发明涉及锂的回收与碳酸锂制备技术领域，尤其涉及一种用多种含锂回收原料制备含有锂离子的溶液的方法、设备。

背景技术

锂材料在人类生活中所起的重要作用不言而喻，特别是近几年来，锂电的需求已连续五年以20％以上的速率递增，2009年全球碳酸锂的消耗量为8万吨，估计到2020年因国内电动车电池及大型储能电池旺盛的市场需求，碳酸锂的需求量将达到20万吨。随着上游钴、锂等资源的供给偏紧和市场需求量持续加大，如何通过各种含锂回收原料来制备碳酸锂显得意义重大。现有的含锂回收原料一类是以低浓度的氯化锂、硫酸锂状态存在的含锂溶液，另一类是以碳酸锂、氟化锂、氯化锂、硫酸锂或磷酸锂状态存在的各种含锂回收原料，这类物料存量大，如果能有效利用，不仅节约了宝贵的锂资源，还能创造巨大的经济效益。

发明内容

本申请涉及一种多级逆流固液接触设备，利用该设备提供了一种用多种含锂回收原料制备含有锂离子的溶液的方法，并提供一种利用该含有锂离子的溶液制备碳酸锂的方法，解决背景技术中锂资源有效利用问题。

实施方式1.一种制备含有锂离子的溶液的方法，其包括：

采用含钙酸性溶液对含锂固体原料进行多级逆流浸出，获得含有锂离子的溶液和浸出渣。

实施方式2.根据实施方式1所述的方法，其特征在于，所述含有锂离子的溶液为含有氯化锂或硫酸锂的溶液。

实施方式3.根据实施方式1所述的方法，其特征在于，所述含钙酸性溶液为含有酸和钙离子的溶液，所述酸包括选自盐酸和硫酸中的至少一种。

实施方式4.根据实施方式1所述的方法，其特征在于，所述含锂固体原料含有选自磷酸锂、氟化锂、氯化锂、碳酸锂、和硫酸锂中的至少一种。

实施方式5.根据实施方式1所述的方法，其特征在于，所述多级逆流浸出包括两级或三级以上逆流浸出步骤。

实施方式6.根据实施方式1或5所述的方法，其特征在于，包括对所述浸出渣进行水洗，例如采用多级逆流的方式进行水洗，所述多级逆流水洗包括两级或三级以上逆流水洗。

实施方式7.根据实施方式1所述的方法，其特征在于，所述含钙酸性溶液的PH值小于6，优选小于5，任选地所述含钙酸性溶液的PH值大于3。

实施方式8.根据实施方式1所述的方法，其特征在于，所述含钙酸性溶液中的钙与所述含锂固体原料中的锂的摩尔比为1∶0.1至0.3∶1，优选1∶0.1至1∶1，优选1∶0.2至1∶0.5，优选1∶0.3至1∶0.4。

实施方式9.根据实施方式1所述的方法，其特征在于，所述多级逆流浸出的单级反应时间为0.3～4小时，例如1-3小时，反应温度为50～95摄氏度，例如60-80摄氏度。

实施方式10.根据实施方式6所述的方法，其特征在于，所述多级逆流水洗的单级水洗时间为0.3～4小时，例如1-3小时，温度为50～95摄氏度，例如60-80摄氏度。

实施方式11.根据实施方式5或6所述的方法，其特征在于，所述多级逆流浸出包括三级逆流浸出，所述三级逆流浸出包括如下步骤：

(1)一级浸出步骤，其中，使二级浸出固体与一级含钙酸性溶液接触，获得一级浸出固体和一级浸出液，所述一级浸出固体即为浸出渣；

(2)二级浸出步骤，其中，使三级浸出固体与二级含钙酸性溶液接触，获得二级浸出固体和二级浸出液；