提取锂的方法技术

本发明专利技术提供一种提取锂的方法，所述方法包括以下步骤：准备包含杂质的磷酸锂；将所述磷酸锂和杂质溶解在酸中；在酸中溶解有所述磷酸锂和杂质的溶解液中，投入添加剂来得到含锂溶液，所述添加剂是同时析出磷酸阴离子和杂质的物质，通过所述添加剂来得到的含锂溶液为碱性。

Method of lithium extraction

【技术实现步骤摘要】
提取锂的方法
本专利技术涉及一种提取锂的方法。
技术介绍
近年来，二次锂电池作为移动电话、笔记本电脑等IT设备的电源被多样化利用，而且还作为电动车的动力源而受到瞩目，并且预计未来几年内电动车和新再生能源电力存储系统(ElectricityStorageSystem)将快速发展，因此二次锂电池的需要急剧增长。用于作为电动车和电力存储系统的重要配件的阳极材料、阴极材料及电解质的原料的锂主要以碳酸锂(Li2CO3)的形态使用。因此，为了以低成本制造预计需求大幅增加的电动车和电力存储系统，并顺利供应到市场，需要开发能够经济地制造碳酸锂的技术。一般来说，碳酸锂是通过将含有0.2至1.5g/L程度的锂的天然盐水(Brine)自然蒸发，浓缩成60g/L程度的高浓度锂，然后投入碳酸盐，并以碳酸锂(Li2CO3)的形态析出而生产。但是，由于碳酸锂的高溶解度(13g/L)，为了将锂浓缩成60g/L的程度，需要经过一年以上的长时间来蒸发、浓缩盐水，并且在蒸发、浓缩过程中，析出并损失大量的锂。为了解决所述问题，开发了能够使自然蒸发工艺最小化的磷酸锂(Li3PO4)的提取方法(韩国授权专利10-1363342)。当利用磷酸锂的提取方法，将锂提取为磷酸锂的形态时，由于磷酸锂的低溶解度(0.39g/L)特性，可以去除或大幅缩短长时间的盐水的蒸发、浓缩过程，而且抑制蒸发浓缩过程中产生的锂的损失，从而能够以高回收率提取锂。但是，如上所述，为了将磷酸锂用作二次锂电池的原料，需要将磷酸锂转变为碳酸锂。近年来，开发了制造碳酸锂的技术，即在高温(90℃以上)的磷酸锂-水悬浊液(slurry)中混合Ca(OH)2，制造锂的浓度为5g/L以下的低浓度氢氧化锂溶液，然后对所述氢氧化锂溶液进行蒸发并浓缩，制造锂的浓度为30g/L以上的高浓度氢氧化锂溶液，然后投入二氧化碳(CO2)气体来制造碳酸锂。但是，在当利用所述方法将磷酸锂转变为碳酸锂时，需要在高温加热磷酸锂悬浊液之后，进行长时间反应，而且需要将低浓度氢氧化锂溶液蒸发而浓缩，因此存在能源成本增加的问题(韩国授权专利10-1405486)。并且，开发了以下制造碳酸锂的方法，即将磷酸锂溶解在酸中而制造锂的浓度为0.05g/L至0.16g/L的锂溶液之后，利用离子交换树脂去除二价离子碱土金属和磷，并且将利用双极膜电渗析而得到的锂的浓度为3.5g/L至4.5g/L的氢氧化锂水溶液与二氧化碳气体反应而得到碳酸锂。但是，当利用所述方法制造碳酸锂时，由于锂溶液中的锂的浓度过低，锂的回收率低，并且需要昂贵的大型电分解设备，而且随着使用大量的电，制造成本大幅增加(韩国授权专利10-1888181)。另外，还开发了以下制造碳酸锂的制作方法，即在磷酸锂-金属化合物(铁、铜、铝、锌、锰、钙、铈、钇或镧化合物中的一种)混合悬浊液中投入酸并进行溶解之后，投入氢氧化碱，将pH调节为1至10，从而制造去除金属和磷的高浓度锂溶液，并在所述高浓度锂溶液中添加碳酸盐来制造碳酸锂。但是，当使用所述方法时，为了将磷酸锂和金属化合物全部溶解，酸的使用量增加。并且，为了引导并析出溶解有磷酸锂的酸性溶液中的金属离子而投入碱时，随着将反应溶液的pH限制为1～10，重金属离子可能不会完全被去除，在溶解磷酸锂-金属化合物混合物之后，通过投入碱来调节pH，从而工艺变得复杂且原料的使用量增加，因此经济性下降(日本授权专利JP5632169B2&JP5528153B2)。如上所述，当利用目前开发的利用磷酸锂制造碳酸锂的方法时，由于低锂回收率、高能源成本和高设备投资成本、过高的原料成本及工艺的复杂性等，存在经济性降低的问题。因此，急需开发能够利用磷酸锂经济地生产碳酸锂的技术。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题因此，本专利技术的目的在于，提供一种具有高锂回收率的提取锂的方法。并且，所述方法的能源使用量、原料成本及设备投资成本低，而且工艺简单，从而能够从磷酸锂中经济地产出锂化合物。(二)技术方案本专利技术的一个实施例中，提供一种提取锂的方法，所述方法包括以下步骤：准备包含杂质的磷酸锂；将所述磷酸锂和杂质溶解在酸(acid)中；在酸中溶解有所述磷酸锂和杂质的溶解液中，投入添加剂来得到含锂溶液，所述添加剂是同时析出磷酸阴离子和杂质的物质，通过所述添加剂来得到的含锂溶液为碱性。其中，所述杂质可以包含碱土金属。其中，所述碱土金属可以为铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、镭(Ra)或其组合。其中，在酸中溶解有所述磷酸锂和杂质的溶解液内锂的浓度可以为10至35g/L。其中，在所述磷酸锂和杂质溶解在酸(acid)中的步骤中，酸可以为盐酸、次氯酸、硝酸、醋酸或其组合。其中，在酸中溶解有所述磷酸锂和杂质的溶解液的pH可以为-0.1至4.5。其中，所述添加剂可以为氧化物(oxide)或氢氧化物(hydoxide)。其中，所述添加剂可以为铍、镁、钙、锶、钡、镭或其组合的阳离子的氧化物或氢氧化物。更具体地，所述添加剂可以为氢氧化钙(Ca(OH)2)、氢氧化镁(Mg(OH)2)或其组合。由此，磷酸阴离子和杂质可以从难溶性沉淀物中析出。其中，所述难溶性沉淀物可以为羟基磷灰石(Hydroxylapatite,Ca5(PO4)3OH)、磷酸氢钙(Brushite,CaHPO4·2H2O)、非晶钙-磷化合物、氢氧化钙、镁磷石(Newberyite,MgHPO4·3H2O)、磷酸镁(Magnesiumphosphate,Mg3(PO4)2)、非晶镁-磷化合物及氢氧化镁或其组合。其中，在酸中溶解有所述磷酸锂和杂质的溶解液中，投入添加剂来得到含锂溶液的步骤中，得到的含锂溶液的pH可以为9以上。其中，在酸中溶解有所述磷酸锂和杂质的溶解液中，投入添加剂来得到含锂溶液的步骤中，得到的含锂溶液的pH可以为11以上。其中，在得到的所述含锂溶液中，可以投入碳酸供应物质来得到碳酸锂。其中，所述碳酸供应物质可以为碳酸钠(Na2CO3)、碳酸钾(K2CO3)、碳酸氨((NH4)2CO3)、碳酸氢钠(NaHCO3)、碳酸氢钾(KHCO3)或其组合。其中，还可以包括对得到的所述碳酸锂进行清洗和干燥的步骤。(三)有益效果本专利技术的一个实施例中，提供一种从包含杂质(更具体为碱土金属)的磷酸锂中提取锂的方法，从而能够以高锂回收率、低原料成本、低能源成本及低设备成本，经济地制造锂化合物(如碳酸锂)。附图说明图1和表1示出为了制造锂的浓度为10g/L的高浓度锂溶液，在常温下将0.1L的酸性度不同的盐酸水溶液分别与10g的含镁磷酸锂混合并搅拌60分钟之后，过滤而得到的反应过滤液的pH和锂浓度。表2示出将10g的含有镁的磷酸锂投入到0.1L的常温的盐酸水溶液中并制造pH为4.33的含有镁的磷酸锂溶解液，然后分别投入2.3g至23.8g的氢氧化钙并搅拌2小时后，过滤而得到的反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提取锂的方法，包括以下步骤：/n准备包含杂质的磷酸锂；/n将所述磷酸锂和杂质溶解在酸中；/n在酸中溶解有所述磷酸锂和杂质的溶解液中，投入添加剂来得到含锂溶液，/n所述添加剂是同时析出磷酸阴离子和杂质的物质，通过所述添加剂来得到的含锂溶液为碱性。/n

【技术特征摘要】
20181107 KR 10-2018-01358641.一种提取锂的方法，包括以下步骤：
准备包含杂质的磷酸锂；
将所述磷酸锂和杂质溶解在酸中；
在酸中溶解有所述磷酸锂和杂质的溶解液中，投入添加剂来得到含锂溶液，
所述添加剂是同时析出磷酸阴离子和杂质的物质，通过所述添加剂来得到的含锂溶液为碱性。


2.根据权利要求1所述的提取锂的方法，其中，
所述杂质包含碱土金属。


3.根据权利要求1所述的提取锂的方法，其中，
所述碱土金属为铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、镭(Ra)或其组合。


4.根据权利要求1所述的提取锂的方法，其中，
在酸中溶解有所述磷酸锂和杂质的溶解液内锂的浓度为10至35g/L。


5.根据权利要求1所述的提取锂的方法，其中，
在所述磷酸锂和杂质溶解在酸中的步骤中，酸为盐酸、次氯酸、硝酸、醋酸或其组合。


6.根据权利要求1所述的提取锂的方法，其中，
在酸中溶解有所...

【专利技术属性】
技术研发人员：全雄，
申请(专利权)人：全雄，
类型：发明
国别省市：韩国;KR