CN106395863B - 一种回收溴化锂废液制备电池级锂盐的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种回收溴化锂废液制备电池级锂盐的方法,包括磷酸钠沉锂、调浆钙化、净化除杂、浓缩析锂等步骤,利用磷酸盐置换溴化锂中的锂离子,并采用钙盐将不易溶于水的磷酸锂渣转换成易溶于水的锂盐溶液,最后通过加热浓缩析出锂盐产品。本发明提供的回收溴化锂废液制备锂盐的方法,工艺简单,成本低,可以有效回收溴化锂废液中的高价元素锂,不但具有可观的经济效益,而且具有重要的社会意义。

Description

一种回收溴化锂废液制备电池级锂盐的方法
技术领域
本发明涉及含锂废液的回收提锂技术领域,尤其涉及一种回收溴化锂废液制备电池级锂盐的方法。
背景技术
溴化锂,分子式:LiBr。溴化锂属盐类,为白色结晶,易溶于水和醇,无毒,化学性质稳定,不会变质。溴化锂是一种高效水蒸气吸收剂和空气湿度调节剂。在制冷工业中,溴化锂被广泛用作吸收式制冷剂,在溴化锂吸收式制冷机中,溴化锂水溶液为工作介质,其中水为制冷剂,溴化锂为吸收剂。
溴化锂制冷机使用时间达到一定年限时,由于机组内部气密性和温度因素的影响,溴化锂溶液的质量会有所下降,容易产生腐蚀沉淀,降低交换机的降温作用,同时,还会产生一定量的氢气,造成气流恶性循环,降低机组的整体性能;尤其用于中央空调的溴化锂溶液,使用一段时间后,溴化锂溶液的浓度不断降低,难以达到理想的制冷效果,此时,需要对溴化锂溶液回收利用或进行再生处理。
通常,溴化锂溶液再生处理方法是:用沉淀法和过滤法清除溴化锂溶液中的杂质,使之澄清,并测量锂的含量及PH值,并利用碳酸锂、氢氧化锂、氢溴酸调整到所需范围内,然后将过滤后的溶液保存于密封的容器内再次使用,减少浪费。这种溴化锂的再生处理方法需要补充碳酸锂、氢氧化锂,造成锂元素的浪费。锂是微量元素,为一价阳离子,自然界中无游离锂,因此,锂实际指锂离子或锂盐。近年来,锂盐已经由传统的应用领域如玻璃陶瓷、电解铝、润滑脂、制冷等扩展到铝锂合金、锂电池、核聚变等高新技术领域,特别是新能源对于高效蓄电池已经出现的爆发式需求增长,对锂盐工业的技术进步提出了紧迫的挑战。因此,研究一种附加值更高的回收溴化锂废液制备锂盐产品的方法以满足日益紧张的市场需求具有重要的社会意义。
本发明利用溴化锂废液制备高附加值的锂盐(如氯化锂或氢氧化锂等)打破了传统只能利用溴化锂废液再生的工艺技术,满足我国不断发展的锂铝合金及锂电池的爆发式增长需求,具有很高的社会及经济价值。
发明内容
本发明的目的在于,打破传统处理溴化锂废液的再生工艺技术,提供一种回收溴化锂废液制备电池级锂盐的方法。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案为:提供一种回收溴化锂废液制备锂盐的方法,所述方法按如下步骤进行:
S101:磷酸钠沉锂:在溴化锂废液中加入磷酸钠进行搅拌沉锂,然后过滤,获取磷酸锂渣;
其反应式如下:
3LiBr+Na3PO4=Li3PO4+3NaBr
此处采用磷酸盐进行沉锂,反应彻底,可得到不溶的磷酸锂沉淀。
S102:调浆钙化:将所述磷酸锂渣加入水,开启搅拌后加入钙盐进行反应,然后过滤,获取锂盐溶液;
S103:净化除杂:向所述锂盐溶液中加入纯碱进行净化除杂,然后过滤,获取净化液;
所述步骤S102中的锂盐溶液中可能含有镁、钙等的杂质,此处采用纯碱进行净化,将锂盐溶液中的镁、钙等的杂质沉淀下来,然后过滤出去,获取较为纯净的锂盐溶液,以便获得较纯净的锂盐产品。
S104:浓缩析锂:将所述锂盐溶液加热浓缩,析出锂盐粗品,然后将所述锂盐粗品干燥,获取相应的锂盐产品。
优选的,所述步骤S101中,磷酸钠的量按照溴化锂废液中溴化锂消耗磷酸钠理论量的过量5%-8%加入。
加入过量的磷酸钠,以保证溴化锂中的锂离子都以磷酸锂的形式沉淀下来,提高锂离子的回收率。
优选的,所述步骤S101中,搅拌沉锂的反应时间≥2小时。
优选的,所述步骤S102中,加入的水与磷酸锂渣固体的液固比为3-5:1。
向磷酸锂固体中加入过量的水,以保证磷酸锂和钙盐能够充分反应,使磷酸锂固体中的锂离子充分溶解,提高锂的回收率;另一方面,满足搅拌设备的要求,固含量不大于30%。
优选的,所述步骤S102中,加入的钙盐为氯化钙或者氢氧化钙,且钙盐的加入量为磷酸锂消耗的理论量的过量≤5%。
优选的,所述步骤S102中,加入钙盐后的反应时间≥2小时。
优选的,所述步骤S103中,纯碱加入量按照2kg/m3计量加入,且净化除杂的反应时间≥2小时。
本发明的技术方案可以包含以下有益效果:
本发明提供一种回收溴化锂废液制备电池级锂盐的方法,包括磷酸钠沉锂、调浆钙化、净化除杂、浓缩析锂等步骤,利用磷酸盐置换溴化锂中的锂离子,并采用钙盐将不易溶于水的磷酸锂渣转换成易溶于水的锂盐溶液,最后通过加热浓缩析出锂盐产品。本发明提供的回收溴化锂废液制备锂盐的方法,工艺简单,成本低,可以有效回收溴化锂废液中的高价元素锂,不但具有可观的经济效益,而且具有重要的社会意义。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的一种回收溴化锂废液制备电池级锂盐的方法流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
参见图1,所示为本发明实施例提供的一种回收溴化锂废液制备锂盐的方法流程示意图,下述实施例均按图1所示的方法流程进行。
实施例1
本发明提供一种回收溴化锂废液制备电池级锂盐的方法,所述方法按照如下步骤进行:
S101:磷酸钠沉锂:向1000g浓度为55%的溴化锂废液中加入比溴化锂的物质的量过量5%的磷酸钠即362.9g进行搅拌沉锂,沉锂3小时后过滤,获取磷酸锂渣;
S102:调浆钙化:将所述磷酸锂渣加入水中,控制水和磷酸锂渣的液固比为3:1并开启搅拌,然后加入233.9g氢氧化钙,反应2小时后过滤,获取氢氧化锂溶液;
S103:净化除杂:在所述氢氧化锂溶液中按照氢氧化锂溶液体积的2kg/m3加入纯碱进行净化除杂,反应2小时后过滤,获取氢氧化锂净化液;
S104:浓缩析锂:将所述氢氧化锂净化液加热蒸发直至析出氢氧化锂粗品,然后干燥得单水氢氧化锂产品。
实施例2
本发明提供一种回收溴化锂废液制备电池级锂盐的方法,所述方法按照如下步骤进行:
S101:磷酸钠沉锂:向1000g浓度为55%的溴化锂废液中加入比溴化锂的物质的量过量8%的磷酸钠即373.3g进行搅拌沉锂,沉锂2小时后过滤,获取磷酸锂渣;
S102:调浆钙化:将所述磷酸锂渣加入水中,控制水和磷酸锂渣的液固比为5:1并开启搅拌,然后加入245.6g氢氧化钙,反应3小时后过滤,获取氢氧化锂溶液;
S103:净化除杂:在所述氢氧化锂溶液中按照氢氧化锂溶液体积的2kg/m3加入纯碱进行净化除杂,反应3小时后过滤,获取氢氧化锂净化液;
S104:浓缩析锂:将所述氢氧化锂净化液加热蒸发直至析出氢氧化锂粗品,然后干燥得单水氢氧化锂产品。
实施例3
本发明提供一种回收溴化锂废液制备电池级锂盐的方法,所述方法按照如下步骤进行:
S101:磷酸钠沉锂:向1000g浓度为52%的溴化锂废液中加入比溴化锂的物质的量过量8%的磷酸钠即352.9g进行搅拌沉锂,沉锂3小时后过滤,获取磷酸锂固体;
S102:调浆钙化:将所述磷酸锂渣加入水中,并控制水和磷酸锂固体的液固比为5:1,然后加入331.7g氯化钙,反应2小时后过滤,获取氯化锂溶液;
S103:净化除杂:向所述氯化锂溶液中按照氯化锂溶液体积的2kg/m3加入纯碱进行净化除杂,反应2小时后过滤,获取氯化锂净化液。
S104:浓缩析锂:将所述氯化锂净化液加热浓缩,直至析出氯化锂粗品,然后将所述氯化锂粗品干燥,获取氯化锂产品。
实施例4
本发明提供一种回收溴化锂废液制备电池级锂盐的方法,所述方法按照如下步骤进行:
S101:磷酸钠沉锂:向1000g浓度为50%的溴化锂废液中加入比溴化锂的物质的量过量8%的磷酸钠即339.3g进行搅拌沉锂,沉锂2小时后过滤,获取磷酸锂固体;
S102:调浆钙化:将所述磷酸锂渣加入水中,并控制水和磷酸锂固体的液固比为5:1,然后加入334.9g氯化钙,反应3小时后过滤,获取氯化锂溶液;
S103:净化除杂:向所述氯化锂溶液中按照氯化锂溶液体积的2kg/m3加入纯碱进行净化除杂,反应2小时后过滤,获取氯化锂净化液。
S104:浓缩析锂:将所述氯化锂净化液加热浓缩,直至析出氯化锂粗品,然后将所述氯化锂粗品干燥,获取氯化锂产品。
对上述实施例1-4获得的产品进行检测,得到的检测结果如下表所示:
由上表可知,实施例1至实施例4制得的锂盐产品均达到了电池级,即采用本发明提供的回收溴化锂废液制备电池级锂盐的方法制备的锂盐能够达到电池级。且本发明提供的回收溴化锂废液制备电池级锂盐的方法工艺简单,成本低,可以有效回收溴化锂废液中的高价元素锂,不但具有可观的经济效益,而且具有重要的社会意义。
以上所述仅是本发明的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.一种回收溴化锂废液制备电池级锂盐的方法,其特征在于,按如下步骤进行:
S101:磷酸钠沉锂:在溴化锂废液中加入磷酸钠进行搅拌沉锂,然后过滤,获取磷酸锂渣;
S102:调浆钙化:向所述磷酸锂渣加入水,加入的水与磷酸锂渣固体的液固比为3-5:1,开启搅拌后加入钙盐进行反应,然后过滤,获取锂盐溶液;
S103:净化除杂:向所述锂盐溶液中加入纯碱进行净化除杂,然后过滤,获取净化液;
S104:浓缩析锂:将所述净化液加热浓缩,析出锂盐粗品,过滤后将所述锂盐粗品进行干燥,获取相应的锂盐产品;
所述步骤S101中,磷酸钠过量加入,磷酸钠的加入量按照溴化锂废液中溴化锂理论消耗量的105%-108%;搅拌沉锂的反应时间≥2小时;
所述步骤S102中,加入的钙盐为氯化钙或者氢氧化钙,且钙盐的加入量为磷酸锂消耗的理论量的过量≤5%;加入钙盐后的反应时间≥2小时;
所述步骤S103中,纯碱加入量按锂盐溶液体积的2kg/m3计量加入,且净化除杂的反应时间≥2小时。
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