CN108793201B - 一种氯化锂转化液的提纯方法 - Google Patents

一种氯化锂转化液的提纯方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种氯化锂转化液的提纯方法，包括如下步骤：(1)向氯化锂转化液中，加入精制剂，过滤收集溶液，获得一次脱钙氯化锂溶液；(2)将步骤(1)获得的一次脱钙氯化锂溶液送入螯合树脂塔，获得深度脱钙氯化锂溶液；(3)将步骤(2)的深度脱钙氯化锂溶液，送入纳滤装置脱除SO4 2‑，进行纳滤，渗透液即为氯化锂净化液。本发明的方法，所制备的氯化锂净化液经过蒸发结晶可生产无水氯化锂产品其指标达到国家标准《GB/T 10575‑2007无水氯化锂》对LiCl‑1产品的质量指标，即SO4 2‑≤0.01％，CaCl2≤0.02％。本发明具有除杂效率高、产品品质高、工艺自动化程度高、运行稳定等优点，能够满足电池级锂产品的生产要求。

Description

一种氯化锂转化液的提纯方法
技术领域
本发明属于锂盐生产技术领域，具体涉及一种氯化锂转化液的提纯方法。
背景技术
锂是非常重要的能源金属，随着新能源汽车市场的高速发展，动力锂电池需求量逐年递增，对锂产品的产量和品质要求越来越高。锂产品分为基础锂产品和高端锂产品两类，基础锂产品指工业级碳酸锂、氯化锂、工业级氢氧化锂三种产品，高端锂产品包括电池级碳酸锂、高纯碳酸锂、电池级金属锂、丁基锂、氟化锂等。氯化锂是一种用途广泛的基础锂产品，很多锂深加工产品均要通过氯化锂环节，尤其作为电池级金属锂的关键生产原料，氯化锂的纯度对最终产品品质的影响极为显著。
通过锂矿石可制得硫酸锂，将硫酸锂与氯化钙反应可得到氯化锂转化液和硫酸钙渣，将硫酸钙渣过滤去除后的氯化锂转化液用于生产氯化锂。该氯化锂转化液中除了含有氯化锂外，还含有钙离子和硫酸根，必须经过净化提纯才能用于生产高品质的氯化锂产品。
目前公开的氯化锂提纯技术多采用化学沉淀法去除钙离子和硫酸根离子，如专利CN201610257026.3和CN201611093934.X公开的方法，该方法采用氯化钡沉淀硫酸根，不仅消耗大量的化学药剂，还会产生大量硫酸钡泥固废，对环境污染较大，且沉淀工艺长、杂质残留量大，产品品质低，难以满足电池级锂产品的生产要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种氯化锂溶液的净化提纯方法，以克服现有技术存在的缺陷。
本发明的方法，包括如下步骤：
步骤(1)：向氯化锂转化液中，加入精制剂，生成钙盐沉淀，过滤收集溶液，获得一次脱钙氯化锂溶液；
所述的氯化锂转化液中，各个组分的含量为：
LiCl(以Li2O计)：10～40g/L；
Ca2+：2～5g/L；
SO4 2-：2～5g/L；
所述的精制剂为碳酸钠、草酸钠、氟化钠或磷酸钠中的一种或多种的混合物；
精制剂加入量为氯化锂转化液中钙离子重量的2倍～7倍；
所述的一次脱钙氯化锂溶液中，各个组分的含量为：
LiCl(以Li2O计)：10～40g/L；
Ca2+：1mg/L～100mg/L；
SO4 2-：2～5g/L；
步骤(2)：将步骤(1)获得的一次脱钙氯化锂溶液pH值调整至5～7之间，送入螯合树脂塔，进一步脱除Ca2+，获得深度脱钙氯化锂溶液；
所述的螯合树脂为本领域通用的商业化产品，可采用西安蓝晓公司牌号为LSC500的产品；
所述的深度脱钙氯化锂溶液中，各个组分的含量为：
LiCl(以Li2O计)：10～40g/L；
Ca2+：0.002mg/L～1mg/L；
SO4 2-：2～5g/L；
步骤(3)：将步骤(2)的深度脱钙氯化锂溶液，送入纳滤装置脱除SO4 2-，在2～4MPa压力下进行纳滤，渗透液即为氯化锂净化液，浓缩液返回步骤(1)用于生产氯化锂转化液。
所述的纳滤装置为本领域通用的装置，可采用专利ZL100408705C公开的装置，或者可采用商业化产品，如陶氏公司牌号为NF90的产品；
所述的氯化锂净化液中，各个组分的含量为：
LiCl(以Li2O计)：10～40g/L；
Ca2+：0.002mg/L～1mg/L；
SO4 2-：0.2mg/L～5mg/L；
本发明的有益效果是：
本发明的方法所制备的氯化锂净化液经过蒸发结晶可生产无水氯化锂产品其指标达到国家标准《GB/T 10575-2007无水氯化锂》对LiCl-1产品的质量指标，即SO4 2-≤0.01％，CaCl2≤0.02％。本发明具有除杂效率高、产品品质高、工艺自动化程度高、运行稳定等优点，能够满足电池级锂产品的生产要求。
具体实施方式
实施例中，组分含量的检测采用《GB/T 10575-2007无水氯化锂》规定的方法。
实施例1
氯化锂转化液的组成和含量：
LiCl(以Li2O计)：10.55g/L，SO4 2-：2.01g/L，Ca2+：4.84g/L
步骤(1)：向氯化锂转化液中，加入精制剂，生成钙盐沉淀，过滤收集溶液，获得一次脱钙氯化锂溶液；
所述的精制剂组成为15％碳酸钠和85％氟化钠，加入量为氯化锂转化液中钙离子重量2.1倍；
所述的一次脱钙氯化锂溶液的组成和含量：
LiCl(以Li2O计)：10.55g/L，SO4 2-：2.01g/L，Ca2+：95.5mg/L
步骤(2)：将步骤(1)获得的一次脱钙氯化锂溶液pH值调整至7.0，送入螯合树脂塔，进一步脱除Ca2+，获得深度脱钙氯化锂溶液；
所述的螯合树脂为江苏苏青公司牌号为D401的产品；
所述的深度脱钙氯化锂溶液的组成和含量：
LiCl(以Li2O计)：10.45g/L，SO4 2-：2.01g/L，Ca2+：0.91mg/L
步骤(3)：将步骤(2)的深度脱钙氯化锂溶液，送入纳滤装置脱除SO4 2-，在2.0MPa压力下进行纳滤，渗透液即为氯化锂净化液，浓缩液返回步骤(1)用于生产氯化锂转化液。
所述的纳滤装置采用专利ZL100408705C公开的装置，采用东丽公司牌号为SU610的产品；
所述的氯化锂净化液的组成和含量：
LiCl(以Li2O计)：10.00g/L，SO4 2-：0.22mg/L，Ca2+：0.91mg/L
本实施例所制备的氯化锂净化液经过蒸发结晶生产的无水氯化锂产品中的SO4 2-＝0.001％，CaCl2＝0.014％，优于国家标准《GB/T 10575-2007无水氯化锂》对LiCl-1产品杂质SO4 2-≤0.01％，CaCl2≤0.02％的质量指标要求。
实施例2
氯化锂转化液的组成和含量：
LiCl(以Li2O计)：20.35g/L，SO4 2-：2.76g/L，Ca2+：2.84g/L
步骤(1)：向氯化锂转化液中，加入精制剂，生成钙盐沉淀，过滤收集溶液，获得一次脱钙氯化锂溶液；
所述的精制剂为碳酸钠，加入量为氯化锂转化液中钙离子重量3倍；
所述的一次脱钙氯化锂溶液的组成和含量：
LiCl(以Li2O计)：20.35g/L，SO4 2-：2.76g/L，Ca2+：4.5mg/L
步骤(2)：将步骤(1)获得的一次脱钙氯化锂溶液pH值调整至6.0，送入螯合树脂塔，进一步脱除Ca2+，获得深度脱钙氯化锂溶液；
所述的螯合树脂为西安蓝晓公司牌号为LSC500的产品；
所述的深度脱钙氯化锂溶液的组成和含量：
LiCl(以Li2O计)：20.00g/L，SO4 2-：2.76g/L，Ca2+：0.1mg/L
步骤(3)：将步骤(2)的深度脱钙氯化锂溶液，送入纳滤装置脱除SO4 2-，在3.0MPa压力下进行纳滤，渗透液即为氯化锂净化液，浓缩液返回步骤(1)用于生产氯化锂转化液。
所述的纳滤装置采用专利ZL100408705C公开的装置，采用陶氏公司牌号为NF90的产品；
所述的氯化锂净化液的组成和含量：
LiCl(以Li2O计)：18.25g/L，SO4 2-：0.75mg/L，Ca2+：0.10mg/L
本实施例所制备的氯化锂净化液经过蒸发结晶生产的无水氯化锂产品中的SO4 2-＝0.0023％，CaCl2＝0.0017％，优于国家标准《GB/T 10575-2007无水氯化锂》对LiCl-1产品杂质SO4 2-≤0.01％，CaCl2≤0.02％的质量指标要求。
实施例3
氯化锂转化液的组成和含量：
LiCl(以Li2O计)：37.55g/L，SO4 2-：4.81g/L，Ca2+：2.04g/L
步骤(1)：向氯化锂转化液中，加入精制剂，生成钙盐沉淀，过滤收集溶液，获得一次脱钙氯化锂溶液；
所述的精制剂组成为5％碳酸钠、10％磷酸钠、85％草酸钠和5％氟化钠，加入量为氯化锂转化液中钙离子重量6.7倍；
所述的一次脱钙氯化锂溶液的组成和含量：
LiCl(以Li2O计)：37.55g/L，SO4 2-：4.81g/L，Ca2+：1.5mg/L
步骤(2)：将步骤(1)获得的一次脱钙氯化锂溶液pH值调整至5.0，送入螯合树脂塔，进一步脱除Ca2+，获得深度脱钙氯化锂溶液；
所述的螯合树脂为漂莱特公司牌号为S940的产品；
所述的深度脱钙氯化锂溶液的组成和含量：
LiCl(以Li2O计)：37.45g/L，SO4 2-：4.81g/L，Ca2+：0.002mg/L
步骤(3)：将步骤(2)的深度脱钙氯化锂溶液，送入纳滤装置脱除SO4 2-，在4.0MPa压力下进行纳滤，渗透液即为氯化锂净化液，浓缩液返回步骤(1)用于生产氯化锂转化液。
所述的纳滤装置采用专利ZL100408705C公开的装置，采用GE公司牌号为DL的产品；
所述的氯化锂净化液的组成和含量：
LiCl(以Li2O计)：35.31g/L，SO4 2-：4.5mg/L，Ca2+：0.002mg/L
本实施例所制备的氯化锂净化液经过蒸发结晶生产的无水氯化锂产品中的SO4 2-＝0.0099％，CaCl2＝0.0013％，优于国家标准《GB/T 10575-2007无水氯化锂》对LiCl-1产品杂质SO4 2-≤0.01％，CaCl2≤0.02％的质量指标要求。

Claims (4)

1.一种制备氯化锂净化液的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)向氯化锂转化液中，加入精制剂，过滤收集溶液，获得一次脱钙氯化锂溶液；
(2)将步骤(1)获得的一次脱钙氯化锂溶液送入螯合树脂塔，获得深度脱钙氯化锂溶液；所述的步骤（2）中，是将步骤(1)获得的一次脱钙氯化锂溶液的pH值调整至5～7，送入螯合树脂塔；
(3)将步骤(2)的深度脱钙氯化锂溶液，送入纳滤装置脱除SO4 2-，进行纳滤，渗透液即为氯化锂净化液；
所述的氯化锂转化液中的组分含量是：
以Li2O计的LiCl： 10～40g/L；
Ca2+： 2～5g/L；
SO4 2-： 2～5g/L；
所述的氯化锂转化液的制备方法是：通过锂矿石制得硫酸锂，将硫酸锂与氯化钙反应，再将硫酸钙渣过滤去除后得到氯化锂转化液；所述的精制剂为碳酸钠、草酸钠、氟化钠或磷酸钠中的一种或多种的混合物；精制剂加入量为氯化锂转化液中钙离子重量的2倍～7倍；将步骤(2)的深度脱钙氯化锂溶液，送入纳滤装置脱除SO4 2-，在2～4MPa压力下进行纳滤；步骤(3)中，浓缩液返回步骤(1)用于生产氯化锂转化液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的深度脱钙氯化锂溶液中，各个组分的含量为：
以Li2O计的LiCl：10～40g/L；
Ca2+：0.002mg/L～1mg/L；
SO4 2-：2～5g/L。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的一次脱钙氯化锂溶液中，各个组分的含量为：
以Li2O计的LiCl： 10～40g/L；
Ca2+： 1mg/L～100mg/L；
SO4 2-： 2～5g/L。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的氯化锂净化液中，各个组分的含量为：
以Li2O计的LiCl：10～40g/L；
Ca2+：0.002mg/L～1mg/L；
SO4 2-：0.2mg/L～5mg/L。
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