CN109133116A - 氯化锂制备方法 - Google Patents

Abstract

一种氯化锂制备方法，通过将Al₂O₃粉末、Zr(OH)₄粉末和耐强酸碱粘接剂进行混合，煅烧后，得到除杂吸附剂，再和盐酸溶液一起加入到含锂溶液中，除杂吸附剂能够吸附含锂溶液中的杂质酸根和杂质阳离子，过滤后得到氯化锂溶液和含杂质的除杂吸附剂，对氯化锂溶液进行蒸发结晶操作能够得到氯化锂；对含杂质的除杂吸附剂进行洗水操作能够得到酸性水洗液及水洗后的除杂吸附剂，水洗后的除杂吸附剂再解吸能够得到可循环使用的除杂吸附剂。上述氯化锂制备方法，解决了氯化锂生产过程中需多次投入除杂剂，且会带入其他杂质离子以及滤渣处理不便的问题，降低了能耗、提高了生产效率、降低了除杂成本和环保风险、提高了锂元素回收率。

Description

氯化锂制备方法

技术领域

本发明涉及一种锂生产技术领域，特别是涉及一种氯化锂制备方法。

背景技术

在使用锂辉石、锂云母浸取的硫酸锂溶液或含氯化锂的卤水制备无水氯化锂的工艺中，目前的生产方法是在溶液中投入氯化钙溶液或使用钠盐冷冻法获得氯化锂粗制液，然后多次投入除杂剂，多次过滤除去各种杂质离子，最后蒸发结晶得到氯化锂产品；或使用碳酸锂、氢氧化锂直接与盐酸反应得到氯化锂溶液，蒸发结晶后得到氯化锂产品。然而这些做法存在以下缺点：

1、溶液中含有多种杂质离子，如硫酸根离子、硝酸根离子，钙、铁、镁离子及其它二价以上金属阳离子，目前没有一次性去除上述杂质离子的除杂方法，需要针对不同的杂质离子选择相应的除杂剂，需要进行多次的投料反应、过滤分离的除杂操作，生产能耗高，劳动强度大。

2、加入氯化钙、氯化钡、碳酸钠等除杂剂，对于硫酸根离子、钙离子等杂质的去除效果不够好，沉淀晶粒很小，难以过滤分离，且会带入钡离子、碳酸根离子等新的杂质离子。

3、投入除杂剂后过滤出来的滤渣，吸附了大量锂元素，虽然可通过洗涤方式进行回收，但是滤渣仍吸附有很多无法脱离的锂元素。这就造成了两个后果，一是锂元素的损失降低了锂元素回收率；二是滤渣中含较多氯离子，作为副产品难以进行销售，甚至需要作为工业废渣进行处理，增加了生产成本和环保风险。

4、使用碳酸锂、氢氧化锂直接与盐酸反应得到氯化锂溶液，因目前碳酸锂、氢氧化锂价格比氯化锂高，不适合工业化生产氯化锂。根据产量关系及一般生产成本估算，此方法至少需要碳酸锂单价比氯化锂低1.2万元/吨或氢氧化锂单价比氯化锂低1.5万元/吨，才能获得一定的利润。

目前，科研工作者对于氯化锂的除杂方法已做了较为广泛的研究，研究开发了多种生产方法，但成本较高、除杂次数多、过程损失大是这些方法的通病。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种能够降低能耗、提高生产效率、降低除杂成本和环保风险、提高锂元素回收率的氯化锂制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种氯化锂制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供含锂溶液；

将Al₂O₃粉末、Zr(OH)₄粉末和耐强酸碱粘接剂进行混合，煅烧后，得到除杂吸附剂；其中，所述耐强酸碱粘接剂为M，所述除杂吸附剂的化学式为Zr₅A_l6O₂₉H₂₀M₂；

向所述含锂溶液加入所述除杂吸附剂和盐酸溶液，再采用酸碱调节剂将pH值调节至0.2～1.0，所述除杂吸附剂能够吸附所述含锂溶液中的杂质酸根和杂质阳离子，过滤后，得到氯化锂溶液和含杂质的除杂吸附剂；

对所述氯化锂溶液进行蒸发结晶操作，得到氯化锂；

采用去离子水对所述含杂质的除杂吸附剂进行洗水操作，得到酸性水洗液及水洗后的除杂吸附剂，所述酸性水洗液备用；

向所述水洗后的除杂吸附剂加入氢氧化钠溶液，再采用所述酸碱调节剂将pH值调节至10.0～12.0，所述水洗后的除杂吸附剂能够解吸所述杂质酸根和所述杂质阳离子，得到可循环使用的除杂吸附剂。

在其中一个实施例中，所述耐强酸碱粘接剂为聚四氟乙烯、聚六氟丙烯和聚八氟丁烯中的至少一种。

在其中一个实施例中，在所述除杂吸附剂的混合操作中，所述Al₂O₃粉末、Zr(OH)₄粉末和耐强酸碱粘接剂的质量比为(1～3)：(2～9)：(2～6)。

在其中一个实施例中，所述除杂吸附剂与所述含锂溶液中锂离子的摩尔比为(2～3)：1。

在其中一个实施例中，还将所述可循环使用的除杂吸附剂投入至所述含锂溶液中。

在其中一个实施例中，所述含锂溶液为含锂固态矿石浸取液和含锂卤水的至少一种。

在其中一个实施例中，所述含锂固态矿石为锂辉石和锂云母中的至少一种；

向所述含锂固态矿石中加入硫酸溶液进行浸取操作，得到含锂固态矿石浸取液，或者向所述含锂固态矿石中加入硫酸溶液和所述酸性水洗液进行浸取操作，得到含锂固态矿石浸取液，或者向所述含锂固态矿石中加入所述酸性水洗液进行浸取操作，得到含锂固态矿石浸取液。

在其中一个实施例中，在将所述将Al₂O₃粉末、Zr(OH)₄粉末和耐强酸碱粘接剂进行混合后，还进行制粒操作，得到0.5mm～2mm的待煅烧粒子；

并且在200℃～300℃的温度下对所述待煅烧粒子进行所述煅烧操作。

在其中一个实施例中，所述酸碱调节剂包括调节用氢氧化钠溶液和调节用盐酸溶液。

在其中一个实施例中，所述盐酸溶液的质量分数为20％～35％，所述氢氧化钠溶液的质量分数为20％～35％；

所述调节用氢氧化钠溶液的质量分数为15％～30％，所述调节用盐酸溶液的质量分数为10％～15％。

上述氯化锂制备方法，通过将Al₂O₃粉末、Zr(OH)₄粉末和耐强酸碱粘接剂进行混合，煅烧后，得到除杂吸附剂，再和盐酸溶液一起加入到含锂溶液中，除杂吸附剂能够吸附含锂溶液中的杂质酸根和杂质阳离子，过滤后得到氯化锂溶液和含杂质的除杂吸附剂，对氯化锂溶液进行蒸发结晶操作能够得到氯化锂；对含杂质的除杂吸附剂进行洗水操作能够得到酸性水洗液及水洗后的除杂吸附剂，水洗后的除杂吸附剂再解吸能够得到可循环使用的除杂吸附剂。上述氯化锂制备方法，解决了氯化锂生产过程中需多次投入除杂剂，且会带入其他杂质离子以及滤渣处理不便的问题，降低了能耗、提高了生产效率、降低了除杂成本和环保风险、提高了锂元素回收率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。

图1为本发明一实施例的氯化锂制备方法的步骤流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，一实施方式的氯化锂制备方法的步骤流程图，包括以下步骤：

S110、提供含锂溶液。

可以理解，氯化锂是制造焊接材料、烟火、空调设备、干电池和金属锂的原料，通过提供含锂溶液，能够使得后续制备得到氯化锂。

其中一个实施例中，所述含锂溶液为含锂固态矿石浸取液和含锂卤水的至少一种。可以理解，锂是自然界中最轻的金属，具有极强的电化学活性，自然界中的锂是以化合物形式存在的，金属锂及其化合物广泛用于各个行业，素有“工业味精”、“宇航合金”、“能源金属”等美称，特别是近年来锂电池的蓬勃发展，金属锂及其化合物的需求越来越大，金属锂及其化合物主要来源于锂矿石、盐湖卤水、海水、地热水等，含锂的矿物达150种之多，如此，所述含锂溶液为含锂固态矿石浸取液和含锂卤水的至少一种，能够作为后续制备得到氯化锂的原料。

其中一个实施例中，所述含锂固态矿石为锂辉石和锂云母中的至少一种。可以理解，含锂的矿物达150种之多，而作为制取锂的矿物原料主要为锂辉石和锂云母，其中锂辉石中氧化锂的含量为5.8％～8.1％，锂云母中氧化锂的含量为3.2％～6.5％，如此，所述含锂固态矿石为锂辉石和锂云母中的至少一种，能够利于后续制备得到氯化锂。

S120、将Al₂O₃粉末、Zr(OH)₄粉末和耐强酸碱粘接剂进行混合，煅烧后，得到除杂吸附剂；其中，所述耐强酸碱粘接剂为M，所述除杂吸附剂的化学式为Zr₅A_l6O₂₉H₂₀M₂。

通过将Al₂O₃粉末、Zr(OH)₄粉末和耐强酸碱粘接剂进行混合，以及煅烧，能够得到具有纳米多孔结构的除杂吸附剂。可以理解，Al₂O₃粉末经过煅烧后能够变成γ型Al₂O₃，γ型Al₂O₃是一种多孔性物质，每克的内表面积高达数百平方米，活性高且吸附能力强，还不溶于水；Zr(OH)₄粉末是一种不溶于水的白色晶质无定形粉末，在酸性条件下，Zr(OH)₄能够与盐酸溶液进行反应，而当硫酸根离子和锂离子同时存在的溶液中，能够生成硫酸锆沉淀和氯化锂，从而能够除去含锂溶液中的杂质硫酸根离子；而耐强酸碱粘接剂为高分子聚合物，经过煅烧后会形成纳米多孔结构，如此，Al₂O₃粉末和耐强酸碱粘接剂生成的多孔结构结合后能够形成大孔带小孔或/和微孔的孔状群体系，即确保了所述除杂吸附剂自身的力学稳定性，又大大提高了所述除杂吸附剂的吸附性能，这是由于含锂溶液中的二价以上的杂质阳离子容易被吸附于所述孔状群体系中，而根据正负电荷效应，与二价以上的杂质阳离子对应的阴离子也会被吸附到所述孔状群体系中去，且形成稳定的结构体系，不易从所述孔状群体系中脱落；所述二价以上的杂质阳离子主要是钙离子、铁离子和镁离子等。如此，通过将Al₂O₃粉末、Zr(OH)₄粉末和耐强酸碱粘接剂进行混合，以及煅烧，能够得到具有纳米多孔结构的除杂吸附剂，从而能够对所述含锂溶液中的杂质酸根和杂质阳离子进行除杂吸附，另外，所述除杂吸附剂难溶于水，不需要采用特殊的设备配制成溶液，能够直接加入到含锂溶液中，降低了除杂成本；且在吸附含锂溶液中的杂质酸根和杂质阳离子，以及解吸所述杂质酸根和所述杂质阳离子的过程中，均无吸热和放热，不会产生废气，反应效率大于98％，降低了环保风险，提高了生产效率；同时，能够将含锂溶液中的杂质酸根和杂质阳离子进行一次洗除杂，解决了氯化锂生产过程中需多次投入除杂剂，提高了锂元素回收率；其次，在反应体系中所述除杂吸附剂为不溶物，不会带入其他杂质离子，降低了除杂成本；再次，所述除杂吸附剂安全无毒，常温常压下即可进行生产，操作简单，可以循环利用，降低了能耗、提高了生产效率、降低了除杂成本和环保风险。

其中一个实施例中，在所述除杂吸附剂的混合操作中，所述Al₂O₃粉末、Zr(OH)₄粉末和耐强酸碱粘接剂的质量比为(1～3)：(2～9)：(2～6)。

为了使得所述除杂吸附剂在所述含锂溶液中能够更好的吸附杂质酸根和杂质阳离子，例如，所述Al₂O₃粉末、Zr(OH)₄粉末和耐强酸碱粘接剂的质量比为(1～3)：(2～9)：(2～6)，如此，能够使得所述除杂吸附剂具有更强的吸附性能，又如，所述Al₂O₃粉末、Zr(OH)₄粉末和耐强酸碱粘接剂的质量比为2:5:4，如此，能够形成更合适的物料配比，使得所述除杂吸附剂具有更好的吸附和除杂性能，提高生产效率。

其中一个实施例中，在将所述将Al₂O₃粉末、Zr(OH)₄粉末和耐强酸碱粘接剂进行混合后，还进行制粒操作，得到0.5mm～2mm的待煅烧粒子；并且在200℃～300℃的温度下对所述待煅烧粒子进行所述煅烧操作。

通过将所述将Al₂O₃粉末、Zr(OH)₄粉末和耐强酸碱粘接剂进行混合后，还进行制粒操作，能够使得后续得到的除杂吸附剂保持均一性，避免了吸附后难以形成颗粒的问题，或者无法形成均有均匀孔洞的结构，从而降低其吸附性能。例如，为了得到均匀性更好和粒径更小的待煅烧粒子，例如，采用双螺杆压造粒机将所述将Al₂O₃粉末、Zr(OH)₄粉末和耐强酸碱粘接剂进行制粒，如此，能够得到0.5mm～2mm的待煅烧粒子，然后将所述待煅烧粒子进行煅烧操作，例如，在200℃～300℃的温度下对所述待煅烧粒子进行所述煅烧操作，可以理解，在低于200℃的温度下，耐强酸碱粘接剂不会融化，而在高于300℃的温度下，耐强酸碱粘接剂容易结块，无法形成具有良好吸附性能的除杂吸附剂，如此，在200℃～300℃的温度下对所述待煅烧粒子进行所述煅烧操作，能够使得耐强酸碱粘接剂和Al₂O₃粉末形成纳米多孔结构的效果更好。又如，采用转炉，将所述待煅烧粒子进行旋转煅烧，煅烧时间为30min～35min，如此，能够使得Al₂O₃粉末、Zr(OH)₄粉末和耐强酸碱粘接剂的煅烧效果更好，能够形成更加均匀和致密的纳米多孔结构，从而使得所述除杂吸附剂的吸附性能更好。再如，进行制粒操作后，可以采用普通滤布对所述待煅烧粒子进行过滤，避免过滤时造成除杂吸附剂穿滤损失，解析后还能够循环使用，降低了能耗和除杂成本。

其中一个实施例中，所述耐强酸碱粘接剂为聚四氟乙烯、聚六氟丙烯和聚八氟丁烯中的至少一种。

可以理解，聚四氟乙烯(PTFE)俗称“塑料王”，是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力。聚四氟乙烯几乎不受任何化学试剂腐蚀，例如在浓硫酸、硝酸、盐酸，甚至在王水中煮沸，其重量及性能均无变化，也几乎不溶于所有的溶剂，具有优异的耐候性，且经过煅烧后，聚四氟乙烯能够形成纳米多孔结构，如此，所述耐强酸碱粘接剂为聚四氟乙烯，能够在强酸或强碱的含锂溶液中将杂质酸根和杂质阳离子进行吸附，制备得到氯化锂，解决了氯化锂生产过程中需多次投入除杂剂，且会带入其他杂质离子以及滤渣处理不便的问题；可以理解，聚六氟丙烯和聚八氟丁烯均为高分子聚合物，具有优良的耐候性和耐酸碱性，且经过煅烧能够形成纳米多孔结构，对所述含锂溶液中的杂质酸根和杂质阳离子能够进行除杂吸附。为了提高所述除杂吸附剂的吸附性能，例如，所述耐强酸碱粘接剂为聚四氟乙烯、聚六氟丙烯和聚八氟丁烯的混合物，其中，所述聚四氟乙烯、所述聚六氟丙烯和所述聚八氟丁烯的质量比例为(2～4)：(1～3)：(1～2)，如此，能够使得所述除杂吸附剂的除杂吸附性能更好。

S130、向所述含锂溶液加入所述除杂吸附剂和盐酸溶液，再采用酸碱调节剂将pH值调节至0.2～1.0，所述除杂吸附剂能够吸附所述含锂溶液中的杂质酸根和杂质阳离子，过滤后，得到氯化锂溶液和含杂质的除杂吸附剂。

可以理解，所述除杂吸附剂具有纳米多孔结构，其中的Al₂O₃粉末和耐强酸碱粘接剂能够形成大孔带小孔或/和微孔的孔状群体系，所述含锂溶液中的杂质阳离子能够被吸附于所述孔状群体系中，而与其对应的阴离子也会被吸附到所述孔状群体系中去，且形成稳定的结构体系，不易从所述孔状群体系中脱落；而所述除杂吸附剂中的Zr(OH)₄粉末经过混合和煅烧操作，也会均匀的附着于所述除杂吸附剂中的所述孔状群体系中，且形成稳定的结构体系，而Zr(OH)₄粉末的氢氧根离子在酸性条件下，能够与盐酸溶液反应，同时在硫酸根离子和锂离子均存在的含锂溶液中，能够生成硫酸锆沉淀和氯化锂，从而能够除去含锂溶液中的杂质酸根，其中杂质酸根主要是硫酸根、硝酸根等。需要说明是的，向所述含锂溶液加入所述除杂吸附剂和盐酸溶液后，需要采用酸碱调节剂将pH值调节至0.2～1.0，这是由于，在酸性条件下，能够促进Zr(OH)₄粉末分解产生更多的氢氧根离子，使得锆离子解离出来，从而能够与溶液中的酸根离子生成沉淀，例如，采用酸碱调节剂将pH值调节至0.2～1.0，如此，能够大大提高生成硫酸锆沉淀和氯化锂的速率，进而提高了氯化锂的制备效率，又如，采用酸碱调节剂将pH值调节为1.0，如此，能够进一步促进锆离子与所述含锂溶液中的酸根离子生成沉淀，同时能够促进氯化锂的生成，大大提高了生产效率。

其中一个实施例中，所述除杂吸附剂与所述含锂溶液中锂离子的摩尔比为(2～3)：1。

为了保证所述含锂溶液中的杂质酸根和杂质阳离子能够最大程度的吸附于所述除杂吸附剂中，同时提高锂的回收率，例如，所述除杂吸附剂与所述含锂溶液中锂离子的摩尔比为(2～3)：1，如此，能够使得所述除杂吸附剂将所述含锂溶液中的杂质酸根和杂质阳离子更加彻底的除杂，又如，在常温常压下，保持所述含锂溶液搅拌，按所述含锂溶液中锂离子的摩尔质量的2倍投入所述除杂吸附剂，如此，能够使得所述除杂吸附剂将所述含锂溶液中的杂质酸根和杂质阳离子进一步吸附，提高氯化锂的制备效率，同时，所述除杂吸附剂安全无毒，常温常压下即可进行生产，操作简单，可以循环利用，降低了能耗、提高了生产效率、降低了除杂成本和环保风险。

其中一个实施例中，所述盐酸溶液的质量分数为20％～35％。可以理解，将所述盐酸溶液加入到所述含锂溶液中，能够与Zr(OH)₄粉末发生反应，若是所述盐酸溶液的浓度太低，或者采用稀盐酸，则不利于促进Zr(OH)₄粉末的反应，可以理解，质量分数超过20％的盐酸称为浓盐酸，质量分数为20％～35％的盐酸溶液，既能够保证反应的快速进行，又不会由于盐酸溶液的浓度过高，而导致不必要的原料成本以及对反应设备的维护成本的增加。

其中一个实施例中，所述酸碱调节剂包括调节用氢氧化钠溶液和调节用盐酸溶液。

可以理解，为了促进所述除杂吸附剂将所述含锂溶液中的杂质酸根离子的吸附，需要对反应体系的酸碱度进行调节，例如，所述酸碱调节剂包括调节用氢氧化钠溶液和调节用盐酸溶液，可以理解，调节用氢氧化钠溶液和调节用盐酸溶液在实际中非常容易获得，降低了制备氯化锂的难度和成本，且对于含锂溶液的pH值能够很好的调节和控制，以利于反应的高效和稳定进行，另外，采用调节用氢氧化钠溶液和调节用盐酸溶液，不会带入新的杂质，降低了除杂成本。

其中一个实施例中，所述调节用氢氧化钠溶液的质量分数为15％～30％，所述调节用盐酸溶液的质量分数为10％～15％。

可以理解，所述调节用氢氧化钠溶液的质量分数和所述调节用盐酸溶液的质量分数决定了所述调节用氢氧化钠溶液和所述调节用盐酸溶液的浓度，采用浓度太大的调节用氢氧化钠溶液和调节用盐酸溶液在调节含锂溶液中的pH值时难以控制使用量，如此，采用质量分数为15％～30％的所述调节用氢氧化钠溶液及质量分数为10％～15％的所述调节用盐酸溶液能够更精确的调节所述含锂溶液中的pH值，从而能够使得反应体系中的反应速率得到进一步的提高。

S140、对所述氯化锂溶液进行蒸发结晶操作，得到氯化锂。

通过对所述氯化锂溶液进行蒸发结晶操作，能够得到氯化锂，利于后续进行工业使用，可以理解，氯化锂是制造焊接材料、烟火、空调设备、干电池和金属锂的原料，如此，通过将所述氯化锂溶液进行蒸发结晶操作，利于推动后续产业的应用。

为了提高所述氯化锂溶液的蒸发结晶效果，例如，将所述氯化锂溶液投入到蒸发结晶釜中，先开启内循环模式，然后抽真空，同时缓慢加热将所述氯化锂溶液中的水分蒸发，再进行干燥操作，得到氯化锂。

S150、采用去离子水对所述含杂质的除杂吸附剂进行洗水操作，得到酸性水洗液及水洗后的除杂吸附剂，所述酸性水洗液备用。

通过采用去离子水对所述含杂质的除杂吸附剂进行洗水操作，能够将附着在所述含杂质的除杂吸附剂上的酸性溶液，例如，盐酸溶液、硫酸溶液等酸性物质进行洗脱，得到酸性水洗液及水洗后的除杂吸附剂，所述酸性水洗液后续还可以进一步利用，如此，能够提高原料的利用率，同时避免了直接排放到环境中造成污染，从而降低了环保风险；另外，还能够将所述含杂质的除杂吸附剂上夹带的锂元素完全清洗下来，得到的酸性水洗液还能够加入到下一批次的含锂固态矿石中，使得锂元素在生产过程中不会外流损失，降低了除杂成本和环保风险、提高了锂元素回收率。

为了提高所述酸性水洗液的循环利用率，例如，向所述含锂固态矿石中加入硫酸溶液进行浸取操作，得到含锂固态矿石浸取液，或者向所述含锂固态矿石中加入硫酸溶液和所述酸性水洗液进行浸取操作，得到含锂固态矿石浸取液，或者向所述含锂固态矿石中加入所述酸性水洗液进行浸取操作，得到含锂固态矿石浸取液。如此，在利用含锂固态矿石获得制备氯化锂的原料时，还可以将上一批次的所述酸性水洗液使用到下一批次的氯化锂制备生产中，如此，不仅降低了生产成本，还提高了原料的循环利用率，降低了能耗、提高了生产效率、降低了除杂成本和环保风险。

S160、向所述水洗后的除杂吸附剂加入氢氧化钠溶液，再采用所述酸碱调节剂将pH值调节至10.0～12.0，所述水洗后的除杂吸附剂能够解吸所述杂质酸根和所述杂质阳离子，得到可循环使用的除杂吸附剂。

可以理解，所述水洗后的除杂吸附剂中吸附了所述含锂溶液中大量的杂质酸根和杂质阳离子，通过加入氢氧化钠溶液，能够与所述水洗后的除杂吸附剂中的二价以上阳离子生成絮状或粉状沉淀，同时在碱性条件下，吸附在所述水洗后的除杂吸附剂中的杂质酸根能够发生解吸，从所述水洗后的除杂吸附剂中解离出来，如此，能够得到可循环使用的除杂吸附剂。例如，采用所述酸碱调节剂将pH值调节至10.0～12.0，如此，能够使得所述水洗后的除杂吸附剂处于碱性环境中，溶液中大量的氢氧根离子能够促进所述水洗后的除杂吸附剂中的杂质酸根和杂质阳离子的解吸，重新回到溶液中，使得所述水洗后的除杂吸附剂在吸附含锂溶液中的杂质酸根和杂质阳离子，以及解吸所述杂质酸根和所述杂质阳离子的过程中没有损失，降低了能耗。又如，采用所述酸碱调节剂将pH值调节至10.5，如此，能够大大提高所述杂质酸根和所述杂质阳离子从所述水洗后的除杂吸附剂中解吸，利于提高获得可循环使用的除杂吸附剂的效率。

其中一个实施例中，所述氢氧化钠溶液的质量分数为20％～35％。

可以理解，向所述水洗后的除杂吸附剂加入氢氧化钠溶液，能够与所述水洗后的除杂吸附剂中的二价以上阳离子生成絮状或粉状沉淀，为了提供更多的氢氧根离子，例如，所述氢氧化钠溶液的质量分数为20％～35％，如此，能够使得二价以上阳离子从所述水洗后的除杂吸附剂中更快的解吸出来，生成沉淀物质，便于后续进一步得到可循环使用的除杂吸附剂，又如，所述氢氧化钠溶液的质量分数为30％，如此，能够进一步提高获得可循环使用的除杂吸附剂的效率。

其中一个实施例中，还将所述可循环使用的除杂吸附剂投入至所述含锂溶液中。

可以理解，所述除杂吸附剂难溶于水，不需要采用特殊的设备配制成溶液，能够直接加入到含锂溶液中，降低了除杂成本；同时，所述除杂吸附剂在吸附含锂溶液中的杂质酸根和杂质阳离子，以及解吸所述杂质酸根和所述杂质阳离子的过程中，均无吸热和放热，不会产生废气，反应效率大于98％，降低了环保风险，提高了生产效率；同时，所述除杂吸附剂能够将含锂溶液中的杂质酸根和杂质阳离子进行一次洗除杂，解决了氯化锂生产过程中需多次投入除杂剂的问题，提高了锂元素回收率；同时，所述除杂吸附剂在反应体系中为不溶物，不会带入其他杂质离子，降低了除杂成本；同时，所述除杂吸附剂在吸附含锂溶液中的杂质酸根和杂质阳离子，以及解吸所述杂质酸根和所述杂质阳离子的过程中没有损失，降低了能耗；同时，所述除杂吸附剂安全无毒，常温常压下即可进行生产，操作简单，提高了生产效率、降低了环保风险；尤其是能够重复投入至所述含锂溶液中，可以循环利用，降低了能耗和除杂成本。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

1、所述除杂吸附剂难溶于水，不需要采用特殊的设备配制成溶液，能够直接加入到含锂溶液中，降低了除杂成本。

2、所述除杂吸附剂进行制粒操作后，可以采用普通滤布进行过滤，避免过滤时造成除杂吸附剂穿滤损失，解析后还能够循环使用，降低了能耗和除杂成本。

3、所述除杂吸附剂在吸附含锂溶液中的杂质酸根和杂质阳离子，以及解吸所述杂质酸根和所述杂质阳离子的过程中，均无吸热和放热，不会产生废气，反应效率大于98％，降低了环保风险，提高了生产效率。

4、采用去离子水对所述含杂质的除杂吸附剂进行洗水操作，能够将所述含杂质的除杂吸附剂上夹带的锂元素完全清洗下来，得到的酸性水洗液还能够加入到下一批次的含锂固态矿石中，使得锂元素在生产过程中不会外流损失，降低了除杂成本和环保风险、提高了锂元素回收率。

5、所述除杂吸附剂能够将含锂溶液中的杂质酸根和杂质阳离子进行一次洗除杂，解决了氯化锂生产过程中需多次投入除杂剂的问题，提高了锂元素回收率。

6、所述除杂吸附剂在反应体系中为不溶物，不会带入其他杂质离子，降低了除杂成本。

7、所述除杂吸附剂在吸附含锂溶液中的杂质酸根和杂质阳离子，以及解吸所述杂质酸根和所述杂质阳离子的过程中没有损失，反应只消耗盐酸溶液和氢氧化钠溶液，降低了能耗。

8、本发明提供的氯化锂制备方法，工业改造成本低，利用原有的生产和除杂过滤设备即可，不用另外增加设备成本。

9、本发明提供的氯化锂制备方法，不会因为除杂而带入新的杂质离子，不会产生固体废物，所述水洗后的除杂吸附剂解吸得到的杂质酸根和杂质阳离子方便进行后续的处理，降低了环保风险。

10、所述除杂吸附剂安全无毒，常温常压下即可进行生产，操作简单，可以循环利用，降低了能耗、提高了生产效率、降低了除杂成本和环保风险。

下面为具体实施例部分。

实施例1

提供8kg锂辉石浸取获得的硫酸锂溶液；

将1kg Al₂O₃粉末、2kg Zr(OH)₄粉末和2kg聚四氟乙烯粘接剂进行混合，加入到双螺杆压造粒机中进行制粒，得到0.5mm的待煅烧粒子，然后将所述待煅烧粒子在200℃的温度下进行煅烧30min，得到化学结构式为Zr₅A_l6O₂₉H₂₀PTFE₂的除杂吸附剂；

向硫酸锂溶液加入所述除杂吸附剂和0.5kg质量分数为20％的盐酸溶液，其中，所述除杂吸附剂与硫酸锂溶液中锂离子的摩尔比为2:1，再用质量分数为15％的调节用氢氧化钠溶液和质量分数为10％的调节用盐酸溶液将pH值调节至0.2，所述除杂吸附剂能够吸附硫酸锂溶液中的杂质酸根和杂质阳离子，过滤后，得到氯化锂溶液和含杂质的除杂吸附剂；

将所述氯化锂溶液投入到蒸发结晶釜中，先开启内循环模式，然后抽真空，同时缓慢加热将所述氯化锂溶液中的水分蒸发，再进行干燥操作，得到实施例1的氯化锂；

采用去离子水对所述含杂质的除杂吸附剂进行洗水操作，得到酸性水洗液及水洗后的除杂吸附剂，将所述酸性水洗液加入到下一批次的硫酸锂溶液中，循环利用；

向所述水洗后的除杂吸附剂加入0.5kg质量分数为30％的氢氧化钠溶液，再用质量分数为15％的调节用氢氧化钠溶液和质量分数为10％的调节用盐酸溶液将pH值调节至10.0，搅拌10min，所述水洗后的除杂吸附剂能够解吸所述杂质酸根和所述杂质阳离子，得到可循环使用的除杂吸附剂。

实施例2

提供8kg锂辉石浸取获得的硫酸锂溶液；

将2kg Al₂O₃粉末、4kg Zr(OH)₄粉末和3kg聚四氟乙烯粘接剂进行混合，加入到双螺杆压造粒机中进行制粒，得到1.0mm的待煅烧粒子，然后将所述待煅烧粒子在250℃的温度下进行煅烧30min，得到化学结构式为Zr₅A_l6O₂₉H₂₀PTFE₂的除杂吸附剂；

向硫酸锂溶液加入所述除杂吸附剂和0.8kg质量分数为25％的盐酸溶液，其中，所述除杂吸附剂与硫酸锂溶液中锂离子的摩尔比为2:1，再用质量分数为15％的调节用氢氧化钠溶液和质量分数为10％的调节用盐酸溶液将pH值调节至0.5，所述除杂吸附剂能够吸附硫酸锂溶液中的杂质酸根和杂质阳离子，过滤后，得到氯化锂溶液和含杂质的除杂吸附剂；

将所述氯化锂溶液投入到蒸发结晶釜中，先开启内循环模式，然后抽真空，同时缓慢加热将所述氯化锂溶液中的水分蒸发，再进行干燥操作，得到实施例2的氯化锂；

采用去离子水对所述含杂质的除杂吸附剂进行洗水操作，得到酸性水洗液及水洗后的除杂吸附剂，将所述酸性水洗液加入到下一批次的硫酸锂溶液中，循环利用；

向所述水洗后的除杂吸附剂加入0.8kg质量分数为30％的氢氧化钠溶液，再用质量分数为20％的调节用氢氧化钠溶液和质量分数为12％的调节用盐酸溶液将pH值调节至10.5，搅拌10min，所述水洗后的除杂吸附剂能够解吸所述杂质酸根和所述杂质阳离子，得到可循环使用的除杂吸附剂。

实施例3

提供8kg锂辉石浸取获得的硫酸锂溶液；

将3kg Al₂O₃粉末、9kg Zr(OH)₄粉末和6kg聚四氟乙烯粘接剂进行混合，加入到双螺杆压造粒机中进行制粒，得到2.0mm的待煅烧粒子，然后将所述待煅烧粒子在250℃的温度下进行煅烧30min，得到化学结构式为Zr₅A_l6O₂₉H₂₀PTFE₂的除杂吸附剂；

向硫酸锂溶液加入所述除杂吸附剂和1.0kg质量分数为31％的盐酸溶液，其中，所述除杂吸附剂与硫酸锂溶液中锂离子的摩尔比为2:1，再用质量分数为20％的调节用氢氧化钠溶液和质量分数为15％的调节用盐酸溶液将pH值调节至1.0，所述除杂吸附剂能够吸附硫酸锂溶液中的杂质酸根和杂质阳离子，过滤后，得到氯化锂溶液和含杂质的除杂吸附剂；

将所述氯化锂溶液投入到蒸发结晶釜中，先开启内循环模式，然后抽真空，同时缓慢加热将所述氯化锂溶液中的水分蒸发，再进行干燥操作，得到实施例3的氯化锂；

采用去离子水对所述含杂质的除杂吸附剂进行洗水操作，得到酸性水洗液及水洗后的除杂吸附剂，将所述酸性水洗液加入到下一批次的硫酸锂溶液中，循环利用；

向所述水洗后的除杂吸附剂加入1.0kg质量分数为35％的氢氧化钠溶液，再用质量分数为30％的调节用氢氧化钠溶液和质量分数为15％的调节用盐酸溶液将pH值调节至10.5，搅拌10min，所述水洗后的除杂吸附剂能够解吸所述杂质酸根和所述杂质阳离子，得到可循环使用的除杂吸附剂。

上述氯化锂制备方法，解决了氯化锂生产过程中需多次投入除杂剂，且会带入其他杂质离子以及滤渣处理不便的问题，降低了能耗、提高了生产效率、降低了除杂成本和环保风险、提高了锂元素回收率。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种氯化锂制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供含锂溶液；

将Al₂O₃粉末、Zr(OH)₄粉末和耐强酸碱粘接剂进行混合，煅烧后，得到除杂吸附剂；其中，所述耐强酸碱粘接剂为M，所述除杂吸附剂的化学式为Zr₅A_l6O₂₉H₂₀M₂；

向所述含锂溶液加入所述除杂吸附剂和盐酸溶液，再采用酸碱调节剂将pH值调节至0.2～1.0，所述除杂吸附剂能够吸附所述含锂溶液中的杂质酸根和杂质阳离子，过滤后，得到氯化锂溶液和含杂质的除杂吸附剂；

对所述氯化锂溶液进行蒸发结晶操作，得到氯化锂；

采用去离子水对所述含杂质的除杂吸附剂进行洗水操作，得到酸性水洗液及水洗后的除杂吸附剂，所述酸性水洗液备用；

向所述水洗后的除杂吸附剂加入氢氧化钠溶液，再采用所述酸碱调节剂将pH值调节至10.0～12.0，所述水洗后的除杂吸附剂能够解吸所述杂质酸根和所述杂质阳离子，得到可循环使用的除杂吸附剂。

2.根据权利要求1所述的氯化锂制备方法，其特征在于，所述耐强酸碱粘接剂为聚四氟乙烯、聚六氟丙烯和聚八氟丁烯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的氯化锂制备方法，其特征在于，在所述除杂吸附剂的混合操作中，所述Al₂O₃粉末、Zr(OH)₄粉末和耐强酸碱粘接剂的质量比为(1～3)：(2～9)：(2～6)。

4.根据权利要求1所述的氯化锂制备方法，其特征在于，所述除杂吸附剂与所述含锂溶液中锂离子的摩尔比为(2～3)：1。

5.根据权利要求1所述的氯化锂制备方法，其特征在于，还将所述可循环使用的除杂吸附剂投入至所述含锂溶液中。

6.根据权利要求1所述的氯化锂制备方法，其特征在于，所述含锂溶液为含锂固态矿石浸取液和含锂卤水的至少一种。

7.根据权利要求6所述的氯化锂制备方法，其特征在于，所述含锂固态矿石为锂辉石和锂云母中的至少一种。

向所述含锂固态矿石中加入硫酸溶液进行浸取操作，得到含锂固态矿石浸取液，或者向所述含锂固态矿石中加入硫酸溶液和所述酸性水洗液进行浸取操作，得到含锂固态矿石浸取液，或者向所述含锂固态矿石中加入所述酸性水洗液进行浸取操作，得到含锂固态矿石浸取液。

8.根据权利要求1所述的氯化锂制备方法，其特征在于，在将所述将Al₂O₃粉末、Zr(OH)₄粉末和耐强酸碱粘接剂进行混合后，还进行制粒操作，得到0.5mm～2mm的待煅烧粒子；

并且在200℃～300℃的温度下对所述待煅烧粒子进行所述煅烧操作。

9.根据权利要求1所述的氯化锂制备方法，其特征在于，所述酸碱调节剂包括调节用氢氧化钠溶液和调节用盐酸溶液。

10.根据权利要求9所述的氯化锂制备方法，其特征在于，所述盐酸溶液的质量分数为20％～35％，所述氢氧化钠溶液的质量分数为20％～35％；

所述调节用氢氧化钠溶液的质量分数为15％～30％，所述调节用盐酸溶液的质量分数为10％～15％。