[发明专利]一种制取高纯氢氧化锂的方法

说明书

本发明公开了一种制取氢氧化锂的方法，包括以下步骤：S1、将原料碳酸锂使用硫酸溶解，得到硫酸锂溶液；S2、使用氢氧化锂调节溶液pH=6.6~8.5；加入碳酸锂进行沉淀，过滤得第一滤液；S3、采用膜过滤装置进行过滤，得到第二滤液；S4、采用树脂吸附，得到树脂吸附后液；S5、加水稀释，通过双极膜，获得稀盐水、酸水和碱水；所述碱水为氢氧化锂溶液；S6、碱水经过蒸发浓缩结晶后，所得结晶为单水氢氧化锂，纯度大于99wt%。本发明采用粗制碳酸锂作为原料，酸碱反应沉淀杂质和多级过滤处理，膜过滤、树脂吸附处理获得杂质含量极低的料液，利用双极膜分离得到碱水，蒸发浓缩结晶得到高品质高纯度氢氧化锂。

技术领域

本发明涉及一种高纯氢氧化锂的制取技术，主要是涉及碳酸锂经过除杂、过滤后，使用双极膜制取高纯氢氧化锂，属于新能源锂电池上游的高纯锂技术领域。

背景技术

锂是自然界中密度最小的金属，它有很强的化学活性，在元素周期表的第一主族里，而且是第一个金属元素。锂是目前应用最广泛的金属元素，作为基础原料在现代工业中具有重要的地位，是各个行业争相利用的能源金属。其中，又以氢氧化锂、碳酸锂等是工业上应用最多的两种形态。氢氧化锂主要是应用在化工原料、电池行业、化学药品等行业，当然也应用在航天、原子能等方面。

根据分析，近年来世界锂产品需求年增长率保持在7%左右，超过同期世界经济增长速度。随着我国经济、技术快速发展，锂产品不断的被应用于各行各业，应用范围不断扩大，需求保持高速增长，行业发展前景十分广阔。

我国做为重要新兴经济增长体，近年来经济保持了快速增长，对锂产品的需求增长也保持了较高水平，预计未来三到五年，其需求增长率仍将高于世界平均水平。同时，由于新能源、新材料行业的快速发展，高端锂产品需求强劲，特别是动力电池、特种工程塑料、玻璃陶瓷和有机合成等领域需求旺盛，成为锂产品行业主要增长点。随着锂产品消耗量的日渐增加，锂产品的生产和发展直接影响着工业新技术的发展，在一定程度上也标志着一个国家高新技术产业的发展水平。

传统氢氧化锂制取工艺，一般采用氢氧化钙和碳酸锂反应的方式制取，因为钙盐在酸性和碱性条件下都属于微溶，所以有一部分钙离子会进入溶液中。在后续处理得到氢氧化锂纯品的过程中，这些钙离子比较难去除或者去除代价高。随着电池行业的技术发展，现在对锂产品中杂质要求越来越严格，传统的氢氧化锂制备技术已经越来越不能满足生产需要。

中国专利CN106629787A公开了一种电池级氢氧化锂的制备方法，此方法是将硫酸锂溶液和氢氧化钠溶液按一定的比例混合后，采用冷冻结晶的方法，此方法在结晶条件下可以获得纯度较高的氢氧化锂。但是该工艺对原料杂质要求较高，并且在冷冻结晶条件下，硫酸钠也非常容易结晶，导致氢氧化锂纯度受到影响，所以工艺参数要求高。另外，冷冻结晶对外部环境要求高，能耗巨大，工业化推广应用困难。

中国专利CN106186005A公开了一种氢氧化锂的净化分离方法，该方法是采用纳滤膜分离硫酸钠和氢氧化锂。但是纳滤膜不能完全的将氢氧化锂和硫酸钠分开，过滤所得氢氧化锂溶液中含有少量硫酸钠，在蒸发浓缩过程中，会影响氢氧化锂的品质。

中国专利CN107540002A公开了一种高纯度单水氢氧化锂的制备方法，该方法使用碳酸锂和氧化钙做为起始原料，通过硫化氢气体除去重金属，再通过加入双氧水氧化多余的硫元素。该方法会大量的引入钙离子，并且后续无处理钙离子方法，对氢氧化锂的纯度有较大的影响。

现有制备氢氧化锂的技术，均存在一定缺陷或漏洞，要么影响氢氧化锂品质，要么能耗高，要么工业化推广困难，亟需一种能够制备高品质氢氧化锂的工艺方法，为下游高科技产业提供高品质氢氧化锂原料。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中高纯度氢氧化锂产品制备过程中存在能耗高、成本高、杂质去除困难的不足，提供一种制取氢氧化锂的方法。