【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及提取锂的方法、使用该提取锂的方法制备碳酸锂的方法和使用该提取锂的方法制备氢氧化锂的方法。
技术介绍
1、锂(li)是用于各种工业的基本原料。锂二次电池已被广泛用作it设备如移动电话和笔记本电脑的电源、电动工具的电源和电动车辆的电源。近来，随着使用锂二次电池作为电源的汽车受到关注，全球市场对锂的需求也在快速增加。因此，迫切需要开发一种从锂资源中有效提取锂的技术。
2、自然界中存在的锂资源的例子包括海水、矿物和盐水。虽然海水含有约0.17mg/l的锂，但众所周知，其浓度如此低，以至于从海水中提取锂并在工业上使用是不经济的。几年前，开发了一种使用锰基吸附剂从海水中选择性吸附锂，然后通过酸洗方法将其解吸的技术，但由于效率低和经济可行性低，该技术未能商业化。
3、锂矿物的例子包括锂辉石(spodumene)、透锂长石(petalite)和锂云母，它们含有约1-1.5重量％的锂。然而，为了提取锂，需要许多工序，例如粉碎、通过浮选生产精矿、高温煅烧、研磨、酸浸、去除杂质、锂提取、精炼、锂浓缩、沉淀等，因此存在例如生产设备的高资本支出和由产生大量酸性污泥引起的环境污染的问题。
4、由于上述问题，目前，从盐湖中存在的盐水中提取锂是最优选的。通常，盐水包含锂以及各种化学元素，例如镁(mg)、钙(ca)、锶(sr)、铝(al)、硅(si)、硼(b)、钠(na)、钾(k)、氯(cl)、硫(s)等。最先开发的从盐水中提取锂的方法是提取以碳酸锂(li2co3)的形式溶解的锂的方法。由于盐水中所含锂的浓度低至
5、为了克服上述问题，开发了一种在不存在高浓度的锂的情况下使溶解的锂以具有0.39g/l的非常低的溶解度的磷酸锂(li3po4)的形式沉淀的方法(韩国登记专利第10-1353342号)。由于li3po4的溶解度非常低，即使在低浓度下，溶解的锂也可以容易地以li3po4的形式沉淀出来。因此，在该方法中，通过太阳能蒸发使锂高度浓缩的过程不是必需的。这使得有可能防止导致严重的锂损失的锂与其他元素的共沉淀。为了以li3po4的形式沉淀出锂，将磷(p)源材料加入到盐水中，并使磷(p)源材料与锂反应，但是加入的磷优先与盐水中存在的杂质如镁、钙、锶等反应，产生磷酸镁、磷酸钙、磷酸锶等，因此无法产生和沉淀出磷酸锂。因此，为了从盐水中以磷酸锂的形式提取锂，需要在添加磷(p)源材料之前除去杂质如钙、镁、锶等(韩国登记专利第10-1126286号和韩国登记专利第10-1405488号)。
6、为了从盐水中除去镁(mg)，通常加入碱如氢氧化钠(naoh)或氢氧化钙(ca(oh)2)。存在的镁的含量越大，需要的碱就越多。这意味着，随着盐水中镁含量的增加，除镁的成本也会增加。除此之外，存在的镁的含量越大，产生的氢氧化镁(mg(oh)2)淤泥(sludge)就越多。这导致锂盐水与淤泥的分离变得非常困难。因此，含有大量mg的盐水被无用地废弃了。
7、同时，通过添加例如碳酸钠(na2co3)或硫酸钠(na2so4)的盐来去除钙(ca)。存在的钙含量越高，需要的盐就越多。这意味着随着盐水中钙含量的增加，除钙的成本也增加。此外，存在的ca含量越大，产生的碳酸钙(caco3)或硫酸钙(caso4·2h2o)淤泥越多。这导致锂盐水与淤泥的分离变得困难。因此，含有大量ca的盐水也像富含mg的盐水一样被无用地废弃了。
8、由于这些原因，只有极少数杂质含量低的盐水可以生产锂。因此，为了满足对锂的快速增长的需求，迫切需要开发一种即使从具有高杂质含量的盐水中也能够经济有效地提取锂的技术。
9、已经进行了一系列努力来从盐水中提取li3po4形式的锂，li3po4是一种难溶性化合物，在水中的溶解度非常低，为0.39g/l。然而，li3po4不能用作制造锂二次电池正极材料的原料。因此，需要将磷酸锂转化成氢氧化锂(lioh·h2o)或碳酸锂(li2co3)以用作正极材料的原料。为了将磷酸锂转化成氢氧化锂或碳酸锂，溶解磷酸锂的过程是必不可少的，并且通常使用强酸。当磷酸锂被溶解在强酸性溶液中时，磷酸锂中存在的磷溶解在磷酸锂溶液中。因此，使用磷阴离子去除剂去除磷的过程是必要的。这使得将li3po4转化成lioh·h2o和li2co3的工艺变得复杂，并导致锂损失，因此存在过程效率降低的问题。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种通过经济、有效且简单的方法从锂溶液中提取锂的方法。
2、本专利技术还旨在提供一种通过经济、有效且简单的方法由锂溶液制备碳酸锂或氢氧化锂的方法。
3、本专利技术的一个方面提供了一种提取锂的方法。
4、提取锂的方法包括向包含锂阳离子(li+)和碱土金属阳离子的第一溶液中加入磷源物质，以产生包含镁、钙和磷的锂沉淀物，其中在第一溶液中碱土金属阳离子的总浓度为100,000mg/l以上。
5、根据以下等式2计算，锂沉淀物可以具有25％以上的锂溶解率(lithiumdissolution rate)：
6、[等式2]
7、锂溶解率＝a/b×100
8、(在等式2中，b＝锂沉淀物中包含的锂阳离子的总浓度(单位：mg/l)，
9、a＝通过在15倍于锂沉淀物重量的量的90℃水中搅拌锂沉淀物60小时并过滤浆液获得的滤液中锂阳离子的总浓度(单位：mg/l))。
10、碱土金属阳离子可以是镁阳离子(mg2+)、钙阳离子(ca2+)和锶阳离子(sr2+)。
11、第一溶液可以进一步含有碱金属阳离子。
12、碱金属阳离子可以是钠阳离子(na+)和钾阳离子(k+)中的一种以上。
13、第一溶液可以进一步包含源自铁、锰、钴、硅、铝、硼、氯和硫中的一种以上的阳离子或阴离子。
14、第一溶液可以源自盐水、地下热水、海水、矿物和废电池中的任一种。
15、第一溶液中锂阳离子的浓度可以为70mg/l以上。
16、锂沉淀物可以进一步包含钠、钾、氯和硫中的一种以上。
17、磷源物质可以是选自磷、磷酸、磷酸盐、磷酸氢盐和含磷溶液中的一种以上。
18、第一溶液中锂阳离子(li+)和碱土金属阳离子的总浓度可以是100,100mg/l以上。
19、第一溶液中锂阳离子、碱土金属阳离子和碱金属阳离子的总浓度可以超过100,000mg/l。
20、该方法可以进一步包括向锂沉淀物中加入5倍至20倍于锂沉淀物重量的80℃至100℃的水，搅拌锂沉淀物的浆液12小时至60小时，然后过本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种提取锂的方法，其包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述锂沉淀物具有根据以下等式2计算得到的25％以上的锂溶解率：
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述锂沉淀物具有根据所述等式2计算得到的60％以上的锂溶解率。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述碱土金属阳离子是镁阳离子(Mg2+)、钙阳离子(Ca2+)和锶阳离子(Sr2+)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一溶液进一步含有碱金属阳离子。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述碱金属阳离子是钠阳离子(Na+)和钾阳离子(K+)中的一种以上。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一溶液进一步包含源自铁、锰、钴、硼、硅、铝、氯和硫中的一种以上的阳离子或阴离子。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述第一溶液源自盐水、地下热水、海水、矿物和废电池中的任一种。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中在所述第一溶液中的锂阳离子的浓度为70mg/L以上。
10.根据权利要
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述磷源物质是选自磷、磷酸、磷酸盐、磷酸氢盐和含磷溶液中的一种以上。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中在所述第一溶液中的锂阳离子(Li+)和碱土金属阳离子的总浓度为100,100mg/L以上。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中在所述第一溶液中的锂阳离子、碱土金属阳离子和碱金属阳离子的总浓度超过100,000mg/L。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其进一步包括向所述锂沉淀物中加入5倍至20倍于所述锂沉淀物重量的80℃至100℃的水，搅拌所述锂沉淀物的浆液12小时至60小时，然后过滤所述浆液以获得第二溶液，其中所述第二溶液含有锂阳离子。
15.根据权利要求14所述的方法，其中在所述第二溶液中锂阳离子的浓度为200mg/L以上。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其进一步包括在室温下向所述锂沉淀物中加入5倍至20倍于所述锂沉淀物重量的0.1重量％至5重量％的稀盐酸，搅拌所述锂沉淀物的浆液1小时至5小时，然后过滤以获得第三溶液，其中所述第三溶液含有锂阳离子。
17.根据权利要求16所述的方法，其中在所述第三溶液中锂阳离子的浓度为200mg/L以上。
18.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括由所述第二溶液制备氢氧化锂或碳酸锂。
19.一种制备碳酸锂的方法，其包括使用根据权利要求1至18中任一项所述的提取锂的方法的沉淀物。
20.一种制备氢氧化锂的方法，其包括使用根据权利要求1至18中任一项所述的提取锂的方法的沉淀物。
...【技术特征摘要】
1.一种提取锂的方法，其包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述锂沉淀物具有根据以下等式2计算得到的25％以上的锂溶解率：
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述锂沉淀物具有根据所述等式2计算得到的60％以上的锂溶解率。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述碱土金属阳离子是镁阳离子(mg2+)、钙阳离子(ca2+)和锶阳离子(sr2+)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一溶液进一步含有碱金属阳离子。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述碱金属阳离子是钠阳离子(na+)和钾阳离子(k+)中的一种以上。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一溶液进一步包含源自铁、锰、钴、硼、硅、铝、氯和硫中的一种以上的阳离子或阴离子。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述第一溶液源自盐水、地下热水、海水、矿物和废电池中的任一种。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中在所述第一溶液中的锂阳离子的浓度为70mg/l以上。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述锂沉淀物进一步包含钠、钾、氯和硫中的一种或多种。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述磷源物质是选自磷、磷酸、磷酸盐、磷酸氢盐和含磷溶液中的一种以上。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中...
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