[发明专利]一种硫酸锂溶液净化除杂的方法

说明书

本发明提供了一种硫酸锂溶液净化除杂的方法，该硫酸锂溶液中含有F^‑，且含有Fe²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺中的至少一种杂质离子，该包括以下步骤：向硫酸锂溶液中加入过氧化钙，搅拌进行反应，反应完成后过滤得到滤渣和滤液；向滤液中加入pH调节剂分段调节滤液的pH值，搅拌进行反应，反应完成后过滤，得到滤渣和硫酸锂净化液。本发明的方法可以同步实现Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺、Fe²⁺等杂质离子氟络合物的解络与氧化，有效降低溶液中杂质元素Co、Mn、Fe、F的含量，并减少溶液中氟对净化除杂的影响。本发明的方法还可以防止净化过程中形成胶体性物质，可以避免除杂过程形成的胶体物质对锂的无选择性吸附。

技术领域

本发明属于湿法冶金净化除杂技术领域，尤其涉及一种硫酸锂溶液净化除杂的方法。

背景技术

随着国内电动汽车产业的快速发展，对磷酸铁锂电池的需求量也快速增加，后续会有大量的磷酸铁锂动力电池报废，进入到回收阶段。报废后的磷酸铁锂电池经机械拆解后，采用重选、磁选等物理方法分别回收铜箔、铝箔、隔膜和带集流体的正极片等物料，正极片通过焙烧等强化手段使集流体铝箔与正极粉分离，而正极废粉常采用湿法冶金技术进行处理。

常规的磷酸铁锂电池因不含镍、钴等有价金属，在回收处理过程中仅考虑高价值金属锂的回收。由于报废的磷酸铁锂电池破碎拆解时，常有钴酸锂、锰酸锂等正极片或粉混入，并且部分含六氟磷酸锂的电解质及电解液也进入正极废粉中。另外，市场上还有不少厂家通过掺入锰、钴、镍等有价金属提高磷酸铁锂的能量密度。因此，磷酸铁锂正极废粉湿法处理过程中，浸出得到的含锂溶液(一般为硫酸锂溶液)中常含有一定量的铁、钴、锰、镍、与氟等杂质离子，需要进一步深度净化除杂，才有可能生产电池级碳酸锂产品，如何在浸出/除杂过程中将这些杂质离子高效去除，是该含锂溶液回收利用必须解决的技术问题。

中国专利申请CN106910959A提出一种从磷酸铁锂废料中选择性回收锂的方法，中国专利申请CN109554545A提出的一种从磷酸铁锂废料选择性提锂的方法，这些方法涉及的含锂溶液除杂过程均无法消除溶液中存在的氟的影响；同时，除杂过程中形成的含镍钴铁等的除杂渣呈胶状，过滤性较差，难以选择性回收分离。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种高效的、可操作性强的硫酸锂溶液净化除杂的方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种硫酸锂溶液净化除杂的方法，所述硫酸锂溶液中含有F^-，且含有Fe²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺中的至少一种杂质离子，包括以下步骤：

(1)向硫酸锂溶液中加入过氧化钙，搅拌进行反应，反应完成后过滤得到滤渣和滤液；

(2)向步骤(1)后的滤液中加入pH调节剂分段调节滤液的pH值，搅拌进行反应，反应完成后过滤，得到滤渣和硫酸锂净化液。

上述的方法，优选的，所述硫酸锂溶液的pH值为1-3，所述硫酸锂溶液中Li⁺的浓度＞8g/L，F^-的浓度≤1g/L，其余杂质离子的浓度均≤5g/L；所述过氧化钙的质量为硫酸锂溶液中杂质离子总质量的0.4-6.0倍。