硫酸锂料液回收制备氢氧化锂的方法技术

本发明专利技术提供一种硫酸锂料液回收制备氢氧化锂的方法，向硫酸锂料液中加入酸液调节pH至2.5

【技术实现步骤摘要】
硫酸锂料液回收制备氢氧化锂的方法


[0001]本专利技术属于锂电池回收
，具体涉及一种硫酸锂料液回收制备氢氧化锂的方法。

技术介绍

[0002]目前大部分锂电池回收企业采用湿法冶金技术回收贵金属元素，优先萃取回收Ni/Co/Mn等金属，而金属锂的回收往往放到后端进行回收处理。对于后端锂的回收，原料主要是低浓度的硫酸锂和高浓度硫酸钠体系，产业上一般采用蒸发浓缩、除油除氟、沉锂压滤、洗涤苛化、树脂除钙、蒸发浓缩、重溶、蒸发结晶、离心干燥等工艺得到单水氢氧化锂产品。但是该工艺依旧存在如下几个问题：(1)前端氟很难去除干净，导致氟流入后端，经蒸发器反复浓缩，导致氟富集，高氟浓度的浓缩液将在浓缩结晶蒸发器中反应生成LiF的不溶物质，使得列管经常堵塞，影响生产产能，而氢氧化锂产品段对氟的去除十分困难，市面上的除氟剂往往会引入杂质离子，增加额外的除杂工序；(2)由硫酸锂溶液加入纯碱溶液进行沉锂工序后得到的粗制碳酸锂中硫杂质很难被水洗掉，导致后端产品硫含量经常超标，需要额外增加重溶工序，进行两次蒸发浓缩，同时加大外排等方式控制，这就导致后端流程较长，同时加大外排后锂的一次性收率降低；(3)苛化后碳酸钙渣中也含有少量锂，会导致一部分锂损失，碳酸钙渣中锂难以回收再次利用，虽然有研究将该碳酸钙渣进行再次煅烧制备氢氧化钙，但该设备、能耗投入费用较高，不利于节能降本；(4)沉锂母液往往还有一定量的锂，这一部分锂金属肯定会继续进蒸发系统再次浓缩，但是浓缩之前工业上需要采用硫酸脱除碳酸根，再用液碱回调溶液pH至中性或微碱性，再次进蒸发系统，但是由于高浓度的Na2SO4溶液中，硫酸的难电离等原因，导致硫酸和液碱的消耗量较大，导致辅料的成本增加。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种硫酸锂料液回收制备氢氧化锂的方法。
[0004]根据本专利技术的一个方面，提出了一种硫酸锂料液回收制备氢氧化锂的方法，包括以下步骤：
[0005]S1：向硫酸锂料液中加入酸液调节pH至2.5
‑
5.0，再加入除氟剂和活性炭，加热反应，固液分离得到滤液；所述除氟剂为碳酸镧铈、碳酸镧或碳酸铈中的至少一种；
[0006]S2：向所述滤液中加入碳酸钠溶液，在加热条件下进行沉锂反应，固液分离得到沉锂母液和第一碳酸锂固体；
[0007]S3：将所述第一碳酸锂固体与氢氧化钡溶液混合，加热反应，固液分离得到第二碳酸锂固体；
[0008]S4：将所述第二碳酸锂固体制浆，加入氢氧化钙进行苛化反应，固液分离得到氢氧化锂溶液和苛化渣。
[0009]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1中，所述硫酸锂料液中Li
+
含量为9
‑
15g/L、
Na2SO4含量为320
‑
370g/L、F
‑
含量为300
‑
800mg/L、油含量为30
‑
100mg/L。
[0010]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1中，所述硫酸锂料液由废旧锂离子电池经湿法浸出、萃取过渡金属和萃余液浓缩而得。
[0011]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1中，所述除氟剂的加入量为所述硫酸锂料液中含氟质量的8
‑
20倍。
[0012]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1中，所述活性炭与所述硫酸锂料液的固液比为1
‑
3g/L。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1中，所述加热的温度为50
‑
80℃。
[0014]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1中，所述反应的时间为20
‑
60min。所述反应过程需要开启搅拌，确保反应均匀充分。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S2中，所述加热的温度为75
‑
90℃。
[0016]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S2中，所述反应在250
‑
400rpm的搅拌速度下进行。进一步地，所述反应的时间为1
‑
2h。
[0017]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S2中，所述碳酸钠溶液中碳酸钠的加入量为理论用量的1.2
‑
1.3倍。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S3中，所述第一碳酸锂固体先以固液比1g：(2
‑
4)ml与水混合制浆，再与所述氢氧化钡溶液混合。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S3中，所述氢氧化钡溶液中钡元素的摩尔量与所述第一碳酸锂固体中硫元素的摩尔量之比为(1.2
‑
3)：1。
[0020]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S3中，所述加热的温度为50
‑
90℃。
[0021]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S3中，所述反应在250
‑
400rpm的搅拌速度下进行。
[0022]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S3中，所述反应的时间为20
‑
60min。
[0023]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S3中，还包括将所述第二碳酸锂固体进行洗涤的操作。进一步地，所述第二碳酸锂固体按固液比1g：(2
‑
4)ml与水混合制浆洗涤2
‑
3次，洗涤过程的搅拌速度为250
‑
400rpm。洗涤能够除去游离的钡离子。
[0024]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S4中，所述氢氧化钙的加入量为理论用量的1.1
‑
1.3倍。
[0025]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S4中，所述苛化反应的温度为50
‑
85℃。进一步地，所述苛化反应在250
‑
400rpm的搅拌速度下进行。进一步地，所述苛化反应的时间为1
‑
2h。
[0026]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S4中，还包括对所述苛化渣的处理：所述苛化渣经水洗后，加硫酸溶解，得到硫酸钙溶液，将所述硫酸钙溶液加入到所述沉锂母液中，固液分离得到脱碳后液，所述脱碳后液加入草酸钠进行除钙，固液分离得到除钙后液，所述除钙后液进行蒸发浓缩，所得浓缩液作为步骤S1的所述硫酸锂料液或与所述硫酸锂料液混合进行新一轮回收处理。进一步地，所述硫酸钙溶液中硫酸钙的用量为沉锂母液中碳酸根摩尔量的1.1
‑
2倍。进一步地，所述草酸钠的用量为所述脱碳后液中钙元素摩尔量的1
‑
1.2倍。
[0027]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S4中，还包括对所述氢氧化锂溶液进行树脂除钙、微孔过滤、蒸发浓缩、离心和干燥处理，得到氢氧化锂产品。
[0028]根据本专利技术的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：
[0029]1、本专利技术在沉锂前利用碳酸镧铈/碳酸镧/碳酸铈除氟，该除氟剂除氟效果佳。现有技术中活性炭除油的pH一般为2...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硫酸锂料液回收制备氢氧化锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：向硫酸锂料液中加入酸液调节pH至2.5
‑
5.0，再加入除氟剂和活性炭，加热反应，固液分离得到滤液；所述除氟剂为碳酸镧铈、碳酸镧或碳酸铈中的至少一种；S2：向所述滤液中加入碳酸钠溶液，在加热条件下进行沉锂反应，固液分离得到沉锂母液和第一碳酸锂固体；S3：将所述第一碳酸锂固体与氢氧化钡溶液混合，加热反应，固液分离得到第二碳酸锂固体；S4：将所述第二碳酸锂固体制浆，加入氢氧化钙进行苛化反应，固液分离得到氢氧化锂溶液和苛化渣。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述除氟剂的加入量为所述硫酸锂料液中含氟质量的8
‑
20倍。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述活性炭与所述硫酸锂料液的固液比为1
‑
3g/L。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述加热的温度为50
‑
80℃。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖久成，刘少葵，余萌，刘勇奇，巩勤学，李长东，
申请(专利权)人：湖南邦普循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：