一种制备含有锂离子的溶液的方法、设备及应用技术

本申请提供了一种制备含有锂离子的溶液的方法，并利用制备的该含有锂离子的溶液制备碳酸锂，此外，本申请还提供一种多级逆流固液接触设备。在制备含有锂离子的溶液的方法中，所用原料可以是各种含锂回收原料，锂的回收率达到了94％以上，不仅节约了宝贵的锂资源，还能通过进一步制备碳酸锂来满足国内电动车电池及大型储能电池旺盛的市场需求。

A method, equipment and application of preparing solution containing lithium ion

The application provides a method for preparing a solution containing lithium ion, and uses the prepared solution containing lithium ion to prepare lithium carbonate. In addition, the application also provides a multi-stage countercurrent solid-liquid contact device. In the preparation of lithium-containing solution, the raw materials can be various kinds of lithium-containing recovery materials. The recovery rate of lithium is over 94%, which not only saves precious lithium resources, but also meets the strong market demand of domestic electric vehicle battery and large-scale energy storage battery by further preparing lithium carbonate.

【技术实现步骤摘要】
一种制备含有锂离子的溶液的方法、设备及应用
本专利技术涉及锂的回收与碳酸锂制备
，尤其涉及一种用多种含锂回收原料制备含有锂离子的溶液的方法、设备。
技术介绍
锂材料在人类生活中所起的重要作用不言而喻，特别是近几年来，锂电的需求已连续五年以20％以上的速率递增，2009年全球碳酸锂的消耗量为8万吨，估计到2020年因国内电动车电池及大型储能电池旺盛的市场需求，碳酸锂的需求量将达到20万吨。随着上游钴、锂等资源的供给偏紧和市场需求量持续加大，如何通过各种含锂回收原料来制备碳酸锂显得意义重大。现有的含锂回收原料一类是以低浓度的氯化锂、硫酸锂状态存在的含锂溶液，另一类是以碳酸锂、氟化锂、氯化锂、硫酸锂或磷酸锂状态存在的各种含锂回收原料，这类物料存量大，如果能有效利用，不仅节约了宝贵的锂资源，还能创造巨大的经济效益。
技术实现思路
本申请涉及一种多级逆流固液接触设备，利用该设备提供了一种用多种含锂回收原料制备含有锂离子的溶液的方法，并提供一种利用该含有锂离子的溶液制备碳酸锂的方法，解决
技术介绍
中锂资源有效利用问题。实施方式1.一种制备含有锂离子的溶液的方法，其包括：采用含钙酸性溶液对含锂固体原料进行多级逆流浸出，获得含有锂离子的溶液和浸出渣。实施方式2.根据实施方式1所述的方法，其特征在于，所述含有锂离子的溶液为含有氯化锂或硫酸锂的溶液。实施方式3.根据实施方式1所述的方法，其特征在于，所述含钙酸性溶液为含有酸和钙离子的溶液，所述酸包括选自盐酸和硫酸中的至少一种。实施方式4.根据实施方式1所述的方法，其特征在于，所述含锂固体原料含有选自磷酸锂、氟化锂、氯化锂、碳酸锂、和硫酸锂中的至少一种。实施方式5.根据实施方式1所述的方法，其特征在于，所述多级逆流浸出包括两级或三级以上逆流浸出步骤。实施方式6.根据实施方式1或5所述的方法，其特征在于，包括对所述浸出渣进行水洗，例如采用多级逆流的方式进行水洗，所述多级逆流水洗包括两级或三级以上逆流水洗。实施方式7.根据实施方式1所述的方法，其特征在于，所述含钙酸性溶液的PH值小于6，优选小于5，任选地所述含钙酸性溶液的PH值大于3。实施方式8.根据实施方式1所述的方法，其特征在于，所述含钙酸性溶液中的钙与所述含锂固体原料中的锂的摩尔比为1∶0.1至0.3∶1，优选1∶0.1至1∶1，优选1∶0.2至1∶0.5，优选1∶0.3至1∶0.4。实施方式9.根据实施方式1所述的方法，其特征在于，所述多级逆流浸出的单级反应时间为0.3～4小时，例如1-3小时，反应温度为50～95摄氏度，例如60-80摄氏度。实施方式10.根据实施方式6所述的方法，其特征在于，所述多级逆流水洗的单级水洗时间为0.3～4小时，例如1-3小时，温度为50～95摄氏度，例如60-80摄氏度。实施方式11.根据实施方式5或6所述的方法，其特征在于，所述多级逆流浸出包括三级逆流浸出，所述三级逆流浸出包括如下步骤：(1)一级浸出步骤，其中，使二级浸出固体与一级含钙酸性溶液接触，获得一级浸出固体和一级浸出液，所述一级浸出固体即为浸出渣；(2)二级浸出步骤，其中，使三级浸出固体与二级含钙酸性溶液接触，获得二级浸出固体和二级浸出液；(3)三级浸出步骤，其中使所述含锂固体原料与三级含钙酸性溶液接触，获得三级浸出固体和三级浸出液，所述三级浸出液即为所述含有锂离子的溶液。实施方式12.根据实施方式6或11所述的方法，其特征在于所述多级逆流水洗包括两级逆流水洗，所述两级逆流水洗包括以下步骤：(1)一级逆流水洗，其中，使二级水洗渣与含水液体接触，得到一级水洗渣也即废弃渣和一级水洗液；(2)二级逆流水洗，其中，使浸出渣与一级水洗液接触，得到二级水洗液和二级水洗渣。实施方式13.根据实施方式12所述的方法，其特征在于所述一级含钙酸性溶液由所述二级水洗液添加盐酸和氯化钙配制得到，所述二级含钙酸性溶液由所述一级浸出液任选地添加盐酸和氯化钙配制得到，所述三级含钙酸性溶液由所述二级浸出液任选地添加盐酸和氯化钙配制得到。实施方式14.一种制备碳酸锂的方法，其包括：采用实施方式1-13任一项所述方法制备含有锂离子的溶液。实施方式15.根据实施方式14所述制备碳酸锂的方法，其特征在于所述含锂固体原料由对含锂回收原料进行预处理获得，所述预处理包括以下步骤中的至少一种：(1)所述含锂回收原料包含液体时，使磷酸三钠与所述液体进行反应，固液分离，获得所述含锂固体原料；和(2)所述含锂回收原料包含固体时，将该固体制备成合适的粒度，除去杂物。实施方式16.根据实施方式15所述制备碳酸锂的方法，其特征在于磷酸三钠与所述含锂回收原料中锂的摩尔比为0.3∶1至0.4∶1。实施方式17.根据实施方式15所述制备碳酸锂的方法，其特征在于所述方法包括采用碱例如氢氧化物调节所述含有锂离子的溶液的PH值(例如pH值为10以上，例如11以上)，并加入纯碱，液固分离，得到经除杂的含有锂离子的溶液和除杂渣(所述除杂渣作为所述含锂固体原料使用)。实施方式18.根据实施方式17所述制备碳酸锂的方法，其特征在于所述纯碱与所述经除杂的含有锂离子的溶液中的钙的摩尔比为0.8∶1至1.2∶1，例如1.0∶1至1.1∶1。实施方式19.根据实施方式18所述制备碳酸锂的方法，其特征在于所述碱性pH值为10以上，例如11以上。实施方式20.根据实施方式17所述制备碳酸锂的方法，其特征在于包括将所述经除杂的含有锂离子的溶液与纯碱饱和溶液进行反应，并进行液固分离，获得碳酸锂固体和母液。实施方式21.根据实施方式20所述制备碳酸锂的方法，其特征在于所述纯碱的用量为所述纯碱与含有锂离子的溶液中锂的摩尔比为0.3∶1至0.8∶1，例如0.5∶1至0.55∶1。实施方式22.根据实施方式20所述制备碳酸锂的方法，其特征在于包括将母液与磷酸三钠反应，并进行液固分离获得磷酸锂泥渣。实施方式23.根据实施方式22所述制备碳酸锂的方法，其特征在于包括将所述磷酸锂泥渣返回到预处理步骤中作为含锂回收原料。实施方式24.一种多级逆流固液接触设备，其包括N个固液接触单元，其中第i个固液接触单元包括：接触设备(3)，分离设备(6)，其中，所述接触设备(3)具有接触设备进料口(12)和接触设备出料口(5)，所述分离设备具有分离设备进料口(11)、分离设备液体出料口(9)和分离设备固体出料口(13)，所述接触设备出料口(5)与所述分离设备进料口(11)连接，其中，对于第i个固液接触单元，当N＞i＞1(i、N均为整数，且N为大于等于3的整数)时，所述接触设备进料口(12)与第i-1个固液接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备含有锂离子的溶液的方法，其包括：/n采用含钙酸性溶液对含锂固体原料进行多级逆流浸出，获得含有锂离子的溶液和浸出渣。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备含有锂离子的溶液的方法，其包括：
采用含钙酸性溶液对含锂固体原料进行多级逆流浸出，获得含有锂离子的溶液和浸出渣。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含有锂离子的溶液为含有氯化锂或硫酸锂的溶液。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含钙酸性溶液为含有酸和钙离子的溶液，所述酸包括选自盐酸和硫酸中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含锂固体原料含有选自磷酸锂、氟化锂、氯化锂、碳酸锂、和硫酸锂中的至少一种。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多级逆流浸出包括两级或三级以上逆流浸出步骤。


6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，包括对所述浸出渣进行水洗，例如采用多级逆流的方式进行水洗，所述多级逆流水洗包括两级或三级以上逆流水洗。


7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，
所述多级逆流浸出包括三级逆流浸出，所述三级逆流浸出包括如下步骤：
(1)一级浸出步骤，其中，使二级浸出固体与一级含钙酸性溶液接触，获得一级浸出固体和一级浸出液，所述一级浸出固体即为浸出渣；
(2)二级浸出步骤，其中，使三级浸出固体与二级含钙酸性溶液接触，获得二级浸出固体和二级浸出液；
(3)三级浸出步骤，其中，使所述含锂固体原料与三级含钙酸性溶液接触，获得三级浸出固体和三级浸出液，所述三级浸出液即为所述含有锂离子的溶液，
所述多级逆流水洗包括两级逆流水洗，所述两级逆流水洗包括以下步骤：
(1)一级逆流水洗，其中，使二级水洗渣与含水液体接触，得到一级水洗渣也即废弃渣和一级水洗液；
(2)二级逆流水洗，其中，使浸出渣与一级水洗液接触，得到二级水洗液和二级水洗渣，
其中，所述一级含钙酸性溶液由所述二级水洗液添加盐酸和氯化钙配制得到，所述二级含钙酸性溶液由所述一级浸出液任选地添加盐酸和氯化钙配制得到，所述三级含钙酸性溶液由所述二级浸出液任选地添加盐酸和氯化钙...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐伟，缪仁群，江小鹏，
申请(专利权)人：江西迈特循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36