[发明专利]利用氯化锂直接电解制备电池级氢氧化锂的方法

摘要

一种利用氯化锂直接电解制备电池级氢氧化锂的方法，包括对氯化锂溶液进行精制处理，将精制氯化锂溶液加入到复极式自然循环离子膜电解槽的阳极室中，复极式自然循环离子膜电解槽的离子交换膜为阳离子交换膜；向复极式自然循环离子膜电解槽的阴极室中加入质量百分比浓度为5.5％—7.5％的氢氧化锂溶液，然后向阴极室中加入纯水，将氢氧化锂溶液质量百分比浓度配制成4.9％—6.5％。其目的在于提供一种生产的电池级氢氧化锂纯度高、杂质少，对锂元素资源的利用率高、浪费少，实现了整个氢氧化锂制备过程所有原料和产物的循环经济利用，环保高效，几乎无污染物外排的利用氯化锂直接电解制备电池级氢氧化锂的方法。

主权项

1.利用氯化锂直接电解制备电池级氢氧化锂的方法，其特征在于包括如下步骤：A、对氯化锂溶液进行精制处理，得到精制氯化锂溶液，精制氯化锂溶液满足如下技术指标：(1)氯化锂的质量百分比浓度为32％—40％；(2)氯化锂溶液中钙离子和镁离子的含量之和为20—50ppb；(3)氯化锂溶液中氯化钠的含量不高于500ppm；(4)氯化锂溶液中二价铁离子和三价铁离子的含量和为50—100ppb；(5)氯化锂溶液中硫酸根离子含量为4—7g/L；(6)氯化锂溶液中铝离子含量为100—200ppb；(7)氯化锂溶液中钡离子含量为100—200ppb；(8)氯化锂溶液中碘离子含量为100—200ppb；(9)氯化锂溶液中镍离子含量为10—50ppb；(10)氯化锂溶液中锶离子含量为300—500ppb；(11)氯化锂溶液中硅杂质含量为2.3—5ppm；(12)总悬浮物SS含量应小于1.0ppm；B、将步骤A得到的精制氯化锂溶液加入到复极式自然循环离子膜电解槽的阳极室中，复极式自然循环离子膜电解槽的离子交换膜为阳离子交换膜；C、向复极式自然循环离子膜电解槽的阴极室中加入氢氧化锂溶液，利用纯水将氢氧化锂溶液质量百分比浓度配制成4.9％—6.5％；D、调控阳极室中的压力，让阳离子交换膜阴极侧的压力比阳极侧的压力高出2000Pa—2500Pa；E、让复极式自然循环离子膜电解槽的阳极室中和阴极室中溶液的温度为65℃—75℃；F、向复极式自然循环离子膜电解槽的阳极室中加入盐酸，调控阳极室中溶液的pH值为pH2.5—pH3；G、给复极式自然循环离子膜电解槽通直流电，并调控复极式自然循环离子膜电解槽的槽电压在3.14V—3.46V之间，调控电解槽的电流密度为2.4kA/m²—3.2kA/m²，然后开始进行电解，在电解过程中，阳极室中的氯离子失去电子生成氯气，阴极室中的氢离子得到电子生成氢气，阳极室中的锂离子会在电场力的作用下逐渐向离子交换膜方向运动并穿过离子交换膜，从阳极室迁移至阴极室，进入阴极室的锂离子和氢氧根离子相结合生成氢氧化锂；H、从复极式自然循环离子膜电解槽的阴极室的出液口连续排出氢氧化锂溶液，从阴极室的出液口输出的氢氧化锂的质量百分比浓度为5.5％—7.5％，同时从复极式自然循环离子膜电解槽的阴极室的进液口连续补充输入纯水，让阴极室中的溶液体积基本维持不变；从复极式自然循环离子膜电解槽的阳极室的出液口连续输出低浓度的氯化锂溶液溶液，从阳极室的出液口排出的低浓度的氯化锂溶液的质量百分比浓度为21％—29％，同时从复极式自然循环离子膜电解槽的阳极室的进液口向阳极室中连续补充输入步骤A得到的精制氯化锂溶液，让阳极室中的溶液体积基本维持不变；所述阳极室的出液口排出的氯化锂溶液中按体积比计81％—85％的溶液被输送至脱氯装置内，通过脱氯工艺去除掉从阳极室的出液口排出的氯化锂溶液中含有的游离氯，然后再将通过脱氯工艺处理过的氯化锂溶液进行步骤A所述精制处理，得到精制氯化锂溶液，用作加入到阳极室中的精制氯化锂溶液，其余的从阳极室的出液口排出的氯化锂溶液直接通过阳极室的进液口输送回阳极室中，用于向阳极室的进液口端补充入含有的游离氯的氯化锂溶液；从阴极室的出液口输出的氢氧化锂经脱水处理，即得到电池级氢氧化锂产品。