[发明专利]一种利用双极膜制备氢氧化锂的方法

说明书

本发明公开了一种利用双极膜制备氢氧化锂的方法，包括以下步骤：将浓度为30‑50wt％的硫酸锂溶液加入到双极膜电解槽的阳极室中，将浓度为3‑5wt％的氢氧化锂溶液加入到双极膜电解槽的阴极室中；向双极膜电解槽的阳极室中加入稀硫酸与有机试剂的混合物，调控阳极室中溶液pH值至2.0‑3.0；S3，然后给双极膜电解槽通直流电，然后开始进行电解；氢氧化锂溶液从阴极室的出液口流出，将从阴极室流出的氢氧化锂溶液经冷冻析钠处理，并进行后处理，得到电池级氢氧化锂产品，本发明克服了现有技术的不足，提高了电解过程中的电流利用效率，降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及氢氧化锂制备技术领域，具体属于一种利用双极膜制备氢氧化锂的方法。

背景技术

氢氧化锂作为一种重要的化工原料被广泛应用于生产玻璃/陶瓷、空气制冷系统、锂电池及核能发电以及锂离子或锂聚合物基储能电池等，氢氧化锂一般都需要很高的纯度。但是锂资源一般都从锂矿石或者卤水中提取，由于这些资源中的锂浓度较低，且一般都含有大量的钙镁离子，这使得提取高纯度的锂的过程更加困难。目前常用的氢氧化锂的制备方法为沉淀法和电解法，其中电解法是一种新型的制备氢氧化锂的方法，通过使用电解工艺，由氯化锂、硫酸锂及碳酸锂得到了高纯度的氢氧化锂产品，但是电解池一般只有阳离子交换膜/阴离子交换膜，这使得电解法制备氢氧化锂的产能得到了限制。因此，在电解的基础上，双极膜被引人到电解池，按照结构双极膜-阳离子交换膜-双极膜-阳离子交换膜结构排列组成了电解-双极膜电渗析膜堆，并用此电解-双极膜电渗析方法成功的生产得到了氢氧化锂。但是现有的电解槽使用的双极膜的电流利用效率低下，使氢氧化锂的生产成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用双极膜制备氢氧化锂的方法，克服了现有技术的不足，提高了电解过程中的电流利用效率，降低了生产成本。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：

一种利用双极膜制备氢氧化锂的方法，包括以下步骤：

S1，将浓度为30-50wt％的硫酸锂溶液加入到双极膜电解槽的阳极室中，将浓度为3-5wt％的氢氧化锂溶液加入到双极膜电解槽的阴极室中；

S2，向双极膜电解槽的阳极室中加入稀硫酸与有机试剂的混合物，调控阳极室中溶液pH值至2.0-3.0；

S3，然后给双极膜电解槽通直流电，然后开始进行电解；

S4，氢氧化锂溶液从阴极室的出液口流出，同时从双极膜电解槽的阴极室的进液口补充纯水；而双极膜电解槽的阳极室的出液口流出含硫酸锂溶液，并从阳极室的进液口补充混合物，让阳极室中的溶液体积也基本维持不变；

S5，将从阴极室流出的氢氧化锂溶液经冷冻析钠处理，并进行后处理，得到电池级氢氧化锂产品。

优选地，双极膜电解槽电解时的槽电压为4-6V，电流密度为1.0-2.0kA/m2。

优选地，所述的有机试剂为乙酰丙酮。

优选地，双极膜电解槽内使用的双极膜的制备方法包括以下步骤：首先，称取硅藻酸钠配制成8-10wt％的硅藻酸钠溶液，称取聚乙烯醇配制成5-8wt％的聚乙烯醇水溶液，按体积份数将0.5-0.8份硅酸钠水溶液与0.5-0.8份聚乙烯醇水溶液混合均匀，后加入0.05-0.09份的乙酰丙酮，搅拌混合，加热至40-50℃密闭保温20-50min，进行减压脱泡，流延风干成膜，然后用8-10％的氯化铁浸泡交联1-3h，用蒸馏水冲洗干净，自然风干，得到阳离子膜；

然后，称取壳聚糖，使用1-5wt％的乙酸水溶液溶解，配制1.0-1.3L的3-5wt％的壳聚糖溶液，然后向壳聚糖溶液内加入40-60mL改性剂，搅拌混合均匀，然后在搅拌过程中加入60-80mL的体积分数为3-4％的戊二醛溶液，混合均匀后，经减压脱泡，流延于阳离子膜上，风干后得到双极膜。