[发明专利]锂化学品和金属锂的制备

权利要求书

1.一种由硝酸锂制备氧化锂的方法，所述方法包括热分解所述硝酸锂，使得其一部分形成氧化锂，并且使得所述硝酸锂的剩余部分不分解成氧化锂。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述热分解在确定的时间段之后终止，以确保硝酸锂的所述剩余部分，并且从而制备氧化锂在硝酸锂中的产物。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述终止包括将所述部分分解的产物冷却到其约600℃的分解温度以下。

4.根据权利要求3所述的方法，其中将所述产物进一步冷却至小于约260℃的温度，以制备固体的氧化锂在硝酸锂中的产物。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述固体产物被制备为呈现球粒、丸粒、薄片等的形式。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中加热所述氧化锂在硝酸锂中的产物，以便于形成熔融的硝酸锂，所述熔融的硝酸锂包含分散在其中的所述氧化锂，并且其中一种或多种过渡金属氧化物、氢氧化物、碳酸盐或硝酸盐任选地与其他电极材料一起被添加到其中。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中热分解成氧化锂的所述硝酸锂的部分为在热分解之前的所述硝酸锂的约50-90％。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在热分解之前，在单独的预热阶段中加热所述硝酸锂以便于形成熔融的硝酸锂盐，然后所述熔融的硝酸锂盐被传送到热分解阶段，在所述热分解阶段中其经历所述热分解。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述热分解还产生氧气和氮的氧化物，所述气体被捕获并传送到硝酸制备阶段。

10.根据权利要求9所述的方法，其中由所述硝酸制备阶段制备的硝酸用于与含锂硅酸盐矿物混合，然后使该混合物经历浸出阶段，在所述浸出阶段中所述硅酸盐矿物中的有价锂以硝酸锂的形式从所述硅酸盐矿物中浸出，其中所述硝酸锂被分离并经历所述热分解以形成所述氧化锂在硝酸锂中的产物。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括结晶阶段，在所述结晶阶段中将由浸出阶段制备的硝酸锂溶液浓缩并结晶以形成相对纯的LiNO₃结晶。

12.根据权利要求11所述的方法，其中将所述结晶的LiNO₃例如通过离心从溶液中分离，并且其中所分离的LiNO₃结晶然后经历所述热分解以形成所述氧化锂在硝酸锂中的产物。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述热分解包括直接或间接加热所述硝酸锂，例如通过在等于或大于大气压的压力下加热，其中来自热分解的气态流任选地被收集用于生成硝酸。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中热分解的所述氧化锂在硝酸锂中的产物例如通过还原方法转化为锂金属。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述还原方法包括将所述氧化锂在硝酸锂中的产物与碳源一起加热到足以导致所述剩余的硝酸锂热分解并且足以导致所述氧化锂被还原成锂金属并且所述碳源被氧化成气态形式的温度。

16.根据权利要求15所述的方法，其中在还原成锂之后，立即将蒸汽形式的所述锂金属和气态氧化碳快速冷却以形成液态锂金属。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述锂金属蒸汽和所述气态氧化碳通过膨胀快速冷却，例如通过穿过缩放喷嘴的超音速膨胀快速冷却。