[发明专利]用于回收氢氧化锂的装置和方法

说明书

本发明涉及用于回收氢氧化锂的装置和方法，特别是涉及用于从与含有锂的再循环溶液和/或浆料组合的新鲜进料回收氢氧化锂的装置和方法，所述新鲜进料包含含有锂的矿物原材料或含有碳酸锂的原材料或这些原材料的混合物，在水和碱金属碳酸盐的存在下将进料制浆，浸出获得的浆料两次，首先在升高的温度下，并其次在含有碱土金属氢氧化物的水溶液中，将如此获得的浆料分离为可丢弃的固体和含有氢氧化锂的溶液，由此可通过结晶从溶液回收氢氧化锂一水合物，最后将在结晶过程中获得的溶液和/或浆料从该工艺分离，并将其再循环至包括制浆步骤和任选的第一浸出步骤的一个或多个先前步骤。

技术领域

本发明涉及用于从含有锂的矿物和碳酸锂回收氢氧化锂的装置和方法。

背景技术

CN102115101公开了用于从锂辉石矿物生产碳酸锂的方法：通过进行硫酸处理以便获得硫酸锂，之后是制备碳酸锂母液的步骤，从碳酸锂母液可分离碳酸盐产物，并且最后通过添加石灰从而苛化所述母液从该母液获得氢氧化锂。据称氢氧化钡也可用作苛化氢氧化物。

CN 100455512 C公开了用于制备氢氧化锂一水合物的方法：通过向硫酸锂溶液添加氢氧化钠以便获得液体氢氧化锂，之后冷却、过滤和将氢氧化锂与硫酸钠分离，其后进行一系列的再结晶步骤从而提供纯的氢氧化锂一水合物。

在CN 1214981 C中描述了类似方法，其中进行将氢氧化钠添加至硫酸锂溶液中的步骤，之后冷却并分离从而获得液体氢氧化锂。然后浓缩氢氧化锂溶液并结晶，由此可分离氢氧化锂一水合物粗产物。在这篇公开文献中通过使粗产物与氢氧化钡反应，之后浓缩并结晶从而获得纯的氢氧化锂一水合物。

然而，这些方法都通过硫酸锂进行。

US 3343910 A描述用于从矿物原材料(煅烧的锂辉石精矿)回收氢氧化锂的方法：通过使用碳酸钠在200℃下分解矿物，在环境温度下或附近用氢氧化钙浸出，并且最后使LiOH结晶。还提到了对分离出的碳酸锂苛化的通常实践是在约85℃下，否则结果将是差的和不经济的。US 334910还描述可去除含有未用完的碳酸钠的来自分解步骤的热的母液以便使碳酸钠再循环。任选地，可从浸出反应产物分离锂化合物，并且溶液浓缩至结晶点，其后可使母液返回该工艺。然而，没有提到具体的再循环路线。

在没有进一步纯化和再循环的情况下，该方法不是非常高效的。

因此，仍然需要允许使用矿物原料，并且将利用含有或形成碳酸锂的再循环料流的工序，而碳酸锂在已知工序中将以丢弃的部分结束。

发明内容

本发明的目的因此是提供适合于从包含矿物原材料的进料以高产率和高纯度(典型地为电池级)回收氢氧化锂的装置和方法，而不需要包括沉淀和纯化步骤的多个加工步骤(随后进一步需要固-液分离)。

特别地，本发明的目的是提供使用简单的纯化步骤并通过优化再循环来回收氢氧化锂的装置和方法。

本文的电池级氢氧化锂意指具有纯度为56.5％或更高氢氧化锂的氢氧化锂一水合物晶体。

另外，该工艺构思不含硫酸盐和酸，没有形成不期望的结晶副产物。通过特征在于独立权利要求中所说明的装置和方法实现本发明的目的。在从属权利要求中公开了本发明的优选实施方案。

本发明涉及用于从与再循环溶液和/或浆料组合的新鲜进料回收氢氧化锂的装置，所述新鲜进料包含含有锂的矿物原材料或含有碳酸锂的原材料或这些的混合物，该装置包含

－制浆单元1，用于在水和碱金属碳酸盐的存在下将进料制浆，以便形成含有锂的第一浆料，

－第一浸出单元2，用于在升高的温度下浸出任选与再循环溶液和/或浆料组合的所述含有锂的第一浆料，以便形成含有碳酸锂的第二浆料，

－第二浸出单元3，用于在水和碱土金属氢氧化物的存在下浸出所述含有碳酸锂的第二浆料或其一部分，以便形成含有氢氧化锂的第三浆料，