一种制备氢氧化锂的工艺制造技术

本发明专利技术公开一种制备氢氧化锂的工艺，包括下列步骤：锂辉矿经煅烧、酸化、调浆、浸出、除杂后得到硫酸锂溶液；硫酸锂溶液精制；混碱苛化；冷冻结晶；一次蒸发浓缩；二次蒸发浓缩、真空干燥。本发明专利技术负压蒸发避免了氢氧化锂与空气的接触，同时采用真空负压干燥工艺，因为水分在负压条件下的沸点更低，所以相同的干燥温度下真空干燥机的干燥效果更好，氢氧化锂中CO

【技术实现步骤摘要】
一种制备氢氧化锂的工艺


[0001]本专利技术涉及氢氧化锂生产
，具体是一种制备氢氧化锂的工艺。

技术介绍

[0002]氢氧化锂在电池工业、铝工业、润滑脂、医药、制冷剂、核工业及光电行业等新能源、新材料领域有广泛的应用。工业级氢氧化锂主要用于锂基润滑脂，电池级单水氢氧化锂主要用于新能源和新材料等高新
中。工业级氢氧化锂的市场发展成熟，需求增速稳定；氢氧化锂需求的高速增长完全依赖高镍三元材料的拉动。
[0003]目前国内单水氢氧化锂的主流生产工艺为硫酸锂苛化法，根据硫酸锂溶液中的锂含量加入对应理论量的氢氧化钠，冷冻析出十水硫酸钠后，冷冻液经除杂蒸发后，制得工业级单水氢氧化锂，工业级单水氢氧化锂在经过再溶解、蒸发后得到电池级单水氢氧化锂。
[0004]近年来，对氢氧化锂的研究重点主要放在如何进一步降低杂质含量，得到高纯度且颗粒均匀的氢氧化锂上。氢氧化锂作为高镍三元材料的原材料之一，对氢氧化锂的品质要求较高，甚至部分材料厂已经开始要求锂盐厂供应脱去结晶水的无水微粉氢氧化锂（以避免混合烧结的过程中脱水而引起质量问题）。能够针对材料厂的定制化要求进一步加工处理氢氧化锂对锂盐厂的工艺技术和生产经验都提出了更高的要求。应用在正极材料上的无水氢氧化锂更容易受到二氧化碳污染，碳酸根含量不得超过0.5%。因此在氢氧化锂的生产过程中，需要严格控制工艺，以避免碳酸根含量超过标准。
[0005]在已经公开的文件CN_112811447_A
‑
一种电池级一水氢氧化锂的制备方法中，工艺流程复杂且采用草酸钠进行除钙，包括后续采用柠檬酸或EDTA作为添加剂除杂，都有可能造成生产系统中有机物的积累，并且对环境不友好，容易造成污染。
[0006]在另外一篇公开的文件CN_106629787_B
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电池级氢氧化锂的制备方法中，步骤C中所述为氢氧化锂冷冻液蒸发浓缩，固液分离得氢氧化锂，粗品氢氧化锂淋洗条件，这样会增加氢氧化锂和空气中的二氧化碳接触的风险，改变氢氧化锂中CO
32
‑
含量，造成结果的不稳定性。

技术实现思路

[0007]为了解决上述问题，本专利技术公开了一种制备氢氧化锂的工艺，能够有效减少氢氧化锂中CO
32
‑
含量，从而防止氢氧化锂会和空气中二氧化碳发生反应，生成碳酸锂，减少副反应的发生，提高三元材料性能。
[0008]本专利技术的技术方案为：一种制备氢氧化锂的工艺，包括下列步骤：S1：锂辉矿经煅烧、酸化、调浆、浸出、除杂后得到硫酸锂溶液；S2：硫酸锂溶液精制：硫酸锂溶液调节pH值至11
‑
12后过滤，滤液先除COD再除Ca、Mg、B杂质，得硫酸锂精制液；S3：混碱苛化：将S2步骤所得硫酸锂精制液，加入固体氢氧化钠混合搅拌，得混合碱液；
S4：冷冻结晶：将S3步骤所得混和碱液冷冻，冷冻至
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15℃~0℃后离心分离，得到冷冻液和十水硫酸钠固体；S5：一次蒸发浓缩：对S4步骤所得离心冷冻液进行一次负压蒸发浓缩，浓缩液经离心分离后得到粗品氢氧化锂，蒸发浓缩为负压蒸发，真空度为
‑
0.06MPa~
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0.04 MPa；S6：二次蒸发浓缩、真空干燥：将粗品氢氧化锂用纯水溶解，溶解液引入二级蒸发结晶系统，析出的晶浆离心分离，得到电池级单水氢氧化锂，经真空高温干燥得无水氢氧化锂，所述蒸发浓缩为负压蒸发，真空度为
‑
0.06MPa~
‑
0.04 MPa。
[0009]进一步地，步骤S1中，硫酸锂浓度为35~45g/L。
[0010]进一步地，步骤S2中，硫酸锂精制液中Ca＜5ppm，Mg＜5ppm，B＜5ppm。
[0011]进一步地，步骤S3中，加入的NaOH与硫酸锂精制液中Li2O的摩尔比控制在2.2:1
‑
2.8:1。
[0012]进一步地，步骤S4中，冷冻工艺为连续冷冻、二级冷冻或二级连续冷冻的一种，结晶温度控制在
‑
15℃
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0℃，冷冻液中SO
42
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＜30g/L，十水硫酸钠中Li2O＜0.5%。
[0013]进一步地，步骤S6中，真空干燥温度控制在160℃
‑
190℃，干燥时间为1
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4h，所述蒸发、干燥工艺利于控制CO
32
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，所述电池级单水氢氧化锂CO
32
‑
＜0.35%，无水氢氧化锂水含量＜1%，CO
32
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＜0.5%。
[0014]一种制备氢氧化锂的工艺在还可以用于制备无水或单水氢氧化锂。
[0015]本专利技术的有益之处：1、本专利技术的离心冷冻液进行一次负压蒸发浓缩，浓缩液经离心分离后得到粗品氢氧化锂，这种方式能够有效减少氢氧化锂和空气中的二氧化碳接触的概率，更好的控制氢氧化锂中的CO
32
‑
含量，防止氢氧化锂会和空气中二氧化碳发生反应，生成碳酸锂，减少副反应的发生，提高三元材料性能。
[0016]2、本专利技术负压蒸发避免了氢氧化锂与空气的接触，同时采用真空负压干燥工艺，因为水分在负压条件下的沸点更低，所以相同的干燥温度下真空干燥机的干燥效果更好，氢氧化锂中CO
32
‑
更低。
具体实施方式
[0017]为了加深对本专利技术的理解，下面详细描述本专利技术的具体实施方式，该实施例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的保护范围的限定。
[0018]实施例1一种制备氢氧化锂的工艺，包括以下具体步骤：锂辉矿经煅烧、酸化、调浆、浸出、除杂后得到硫酸锂溶液仍采用现有工艺，其产出的硫酸锂溶液直接用于新工艺；硫酸锂溶液精制：在2m
³
Li2O含量为35g/L的硫酸锂溶液中加入4.2kg NaOH，调节pH值至11，加入8.3kg碳酸钠搅拌升温至70℃，过滤，滤液除COD、Ca、Mg、B后，得硫酸锂精制液。硫酸锂精制液中Ca为3ppm，Mg为1ppm，B为3ppm；混碱苛化：将S2步骤所得1.9m
³
Li2O含量为35g/L硫酸锂精制液送入混合配碱罐，加入212kg固体氢氧化钠混合搅拌，得混合碱液；其中，加入的NaOH与硫酸锂精制液中总Li2O的摩尔比控制在2.4:1；冷冻结晶：将S3步骤所得混和碱液进行两次连续冷冻结晶、离心分离，冷冻结晶温度控制在
‑
5℃，得到二次离心冷冻液和十水硫酸钠固体；一次蒸发浓缩：对S4步骤所得二次离心冷冻液进行一次蒸发浓缩，蒸发浓缩为于真空度
‑
0.054MPa负压蒸发，浓缩液经离心分离后得到粗
品氢氧化锂；二次蒸发浓缩、真空干燥：将粗品氢氧化锂用纯水溶解，溶解液引入二级蒸发结晶系统，蒸发浓缩为于真空度
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0.054MPa负压蒸发，析出晶浆后离心分离，得到电池级单水氢氧化锂，160℃真本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备氢氧化锂的工艺，其特征在于，包括下列步骤：S1：锂辉矿经煅烧、酸化、调浆、浸出、除杂后得到硫酸锂溶液；S2：硫酸锂溶液精制：硫酸锂溶液调节pH值至11
‑
12后过滤，滤液先除COD再除Ca、Mg、B杂质，得硫酸锂精制液；S3：混碱苛化：将S2步骤所得硫酸锂精制液，加入固体氢氧化钠混合搅拌，得混合碱液；S4：冷冻结晶：将S3步骤所得混和碱液冷冻，冷冻至
‑
15℃~0℃后离心分离，得到冷冻液和十水硫酸钠固体；S5：一次蒸发浓缩：对S4步骤所得离心冷冻液进行一次负压蒸发浓缩，浓缩液经离心分离后得到粗品氢氧化锂，所述蒸发浓缩为负压蒸发，真空度为
‑
0.06MPa~
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0.04 MPa；S6：二次蒸发浓缩、真空干燥：将粗品氢氧化锂用纯水溶解，溶解液引入二级蒸发结晶系统，析出的晶浆离心分离，得到电池级单水氢氧化锂，经真空高温干燥得无水氢氧化锂，所述蒸发浓缩为负压蒸发，真空度为
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0.06MPa~
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0.04 MPa。2.根据权利要求1所述的一种制备氢氧化锂的工艺，其特征在于：所述步骤S1中，硫酸锂浓度为35~45g/L。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：李南平，葛建敏，沙亚利，周华，李庆玲，
申请(专利权)人：江苏容汇通用锂业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：