一种含锂溶液除杂的方法及其应用和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种含锂溶液除杂的方法及其应用和系统，属于锂离子电池材料技术领域。本发明专利技术提供的方法包括将所述含锂溶液和钙化合物反应后固液分离；所述钙化合物包括氧化钙和氢氧化钙中的至少一种；所述含锂溶液中还含杂质镁离子和硫酸根离子；所述镁离子和硫酸根离子中物质的量较多的一个和所述钙化合物的物质的量比为1:1.05～1.3。本发明专利技术提供的方法能够通过一步法去除含锂溶液中大部分的钙、镁杂质和钠杂质，除杂步骤简单，成本低。本发明专利技术还提供了上述方法的应用，以及用于实施上述方法的系统。的系统。的系统。

【技术实现步骤摘要】
一种含锂溶液除杂的方法及其应用和系统


[0001]本专利技术涉及锂离子电池材料
，尤其是涉及一种含锂溶液除杂的方法及其应用和系统
。

技术介绍

[0002]锂是推动现代化与科技产业发展的重要元素
。
近年来，锂及其化合物被广泛应用于电池能源
、
玻璃陶瓷
、
航空航天等领域，尤其在新能源汽车的产业推动下，未来锂产品具有较大的增长空间
。
[0003]目前锂盐或金属锂主要从锂矿石
(
例如锂辉石
、
透锂长石
、
锂云母
、
铁锂云母
、
磷锂铝石
)
和含锂海水中提取，这些原料中通常伴生有钙
、
镁杂质和硫酸根杂质；加之目前提锂方法中通常包括硫酸浸出，因此产物中的硫酸根杂质含量尤为明显
。
上述的金属离子杂质和硫酸根杂质均会显著影响锂盐或锂金属的性能
。
[0004]为解决上述问题，相关技术中常用
NaOH
等强碱调整浸出液的
pH
以去除金属杂质，以电渗析等膜渗透方法去除阴离子杂质
。
但是上述除杂步骤复杂，且耗费较高
。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决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含锂溶液除杂的方法，能够通过一步法去除含锂溶液中大部分的钙
、
镁杂质
、
硫酸根杂质和钠杂质，除杂步骤简单，成本低
。
[0006]本专利技术还提供了上述方法制得的锂纯化液
。
[0007]本专利技术还提供了用于实施上述方法的系统
。
[0008]根据本专利技术第一方面的实施例，提供了一种含锂溶液除杂的方法，所述方法包括将所述含锂溶液和钙化合物反应后固液分离；
[0009]所述钙化合物包括氧化钙和氢氧化钙中的至少一种；
[0010]所述含锂溶液中还含杂质镁离子和硫酸根离子；
[0011]所述镁离子和硫酸根离子中物质的量较多的一个和所述钙化合物的物质的量比为
1:1.05
～
1.3。
[0012]根据本专利技术实施例的方法，至少具有如下有益效果：
[0013](1)
本专利技术采用该化合物进行除镁，过程中会发生以下反应：
[0014]CaO+H2O
＝＝
Ca(OH)2(1)
；
[0015]Ca(OH)2+MgSO4＝＝
Mg(OH)2↓
+CaSO4↓
(2)
；
[0016]由此可知，采用钙化合物也可实现镁的去除，并且
CaO(
生石灰
)
工业级价格约
500
元
/
吨，氢氧化钙的价格和氧化钙相当，氢氧化钠
(
片碱
)
约
3500
元
/
吨，从单价来看
CaO(
生石灰
)
或氢氧化钙价格仅为氢氧化钠的
1/7
，因此，采用本专利技术的方法可很大程度节约碱的成本
。
[0017]进一步的，氢氧化钙在水中的溶解度只有
0.165g/100g H2O(20℃
，饱和溶液中钙
离子
0.89g/L)
，生成的硫酸钙在水中的溶解度为
0.2036g/100gH2O(20℃
，饱和溶液中钙离子
0.474g/L)
，该溶解度显著低于氢氧化钠，或者采用氢氧化钠时生成的硫酸钠；进一步的，在同一个水相体系中，氢氧化钙和硫酸钙的溶解度还会形成竞争关系，进一步降低两者的溶解度，由此可以进一步去除水中的钙离子和硫酸根离子
。
因此和采用氢氧化钠除镁的相比，本专利技术提供的方法在除镁的基础上，引入新的杂质
(
钙离子
)
含量很低，因此所得锂纯化液中杂质含量低；并且在所述方法实施过程中，即便该化合物添加过量，也不会明显影响所得锂纯化液的纯度
。
[0018](2)
根据以上分析可知，本专利技术采用钙化合物进行除杂，还可同时去除含锂溶液中的部分硫酸根杂质，并同时发生以下反应：
[0019]Ca(OH)2+Na2SO4＝＝
NaOH+CaSO4↓
(
苛化反应
)(3)
；
[0020]式
(3)
中生成的氢氧化钠还可反过来用于镁的除杂反应，由此进一步降低了所得锂纯化液中杂质镁的含量
。
[0021]进一步的，结合本专利技术限定的钙化合物的用量，钙化合物基本完全转化为了硫酸钙，考虑到硫酸钙的溶解度，除镁的过程中，几乎没有引入钙离子
。
[0022](3)
由于除镁的过程中没有引入钙离子，同时由于竞争反应还降低了杂质钙的含量，由此可降低深度除镁
、
深度除钙所用碳酸钠的量，由此和传统的除杂方法相比，降低了锂纯化液中钠的含量，避免了沉锂过程中钠的夹带
。
[0023]也就是说，本专利技术通过一次除杂，所得锂纯化液中，除氢氧化锂外，杂质钙
、
镁的含量以及杂质硫酸根
、
钠离子的含量均将至可控范围内
。
操作方法简单，成本低廉
。
[0024]根据本专利技术的一些实施例，所述含锂溶液包括锂矿浸出液
、
锂离子电池浸出液和盐湖卤水中的至少一种
。
[0025]根据本专利技术的一些实施例，当所述含锂溶液包括所述锂矿浸出液时，所述含锂溶液的获取方法包括将锂矿进行掺盐焙烧，并将焙烧产物进行酸浸
。
[0026]根据本专利技术的一些实施例，所述锂矿包括锂辉石
、
透锂长石
、
锂云母
、
铁锂云母和磷锂铝石中的至少一种
。
[0027]根据本专利技术的一些实施例，所述锂矿进行掺盐焙烧前，还包括将盐和锂矿进行混合研磨
。
[0028]根据本专利技术的一些实施例，所述混合研磨后，混合物可通过
150
筛网
。
由此混合更加均匀
、
焙烧过程中反应的难度降低
(
反应物接触概率增加
)。
并且，混合研磨还具有活化表面的作用，由此进一步提升了焙烧过程中反应的彻底程度
。
[0029]根据本专利技术的一些实施例，所述掺盐焙烧中，所用盐包括硫酸盐和盐酸盐中的至少一种
。
当采用所述硫酸盐时，所述锂矿中的锂可以由难溶状态转变为易溶的硫酸锂
。
当采用所述盐酸盐时，难溶的金属离子，转化为对应的氯化物，由此可提升后续酸浸效率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种含锂溶液除杂的方法，其特征在于，所述方法包括将所述含锂溶液和钙化合物反应后固液分离；所述钙化合物包括氧化钙和氢氧化钙中的至少一种；所述含锂溶液中还含杂质镁离子和硫酸根离子；所述镁离子和硫酸根离子中物质的量较多的一个和所述钙化合物的物质的量比为
1:1.05
～
1.3。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含锂溶液包括锂矿浸出液
、
锂离子电池浸出液和盐湖卤水中的至少一种
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述含锂溶液包括所述锂矿浸出液时，所述含锂溶液的获取方法包括将锂矿进行掺盐焙烧，并将焙烧产物进行酸浸
。4.
根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述掺盐焙烧中，所用盐包括硫酸盐和盐酸盐中的至少一种
。5.
根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述盐和所述锂矿的质量比为
1:2
～
...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙全安，吴楚明，吴伟亮，谈浩文，黄锦滨，冯佩婷，罗爱平，
申请(专利权)人：江门市芳源新能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：