CN109264747A - 一种以含锂氟化渣制备氢氧化锂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以含锂氟化渣制备氢氧化锂的方法，该方法包括以下步骤：含锂氟化渣加水制浆，再加入氢氧化钙和/或氢氧化钡，加热升温至70‑100℃，反应1‑10h；将反应后的浆料过滤，得到氢氧化锂滤液和滤渣；滤渣用自来水进行洗涤，洗涤液作为制浆用水；将氢氧化锂滤液蒸发结晶，得到氢氧化锂。采用本发明方法制得的氢氧化锂，纯度在98％以上。本发明方法为含锂氟化渣的处理提供了一种新的工艺方法，锂回收率高，成本低，具有工业化可行性。

Description

一种以含锂氟化渣制备氢氧化锂的方法
技术领域
本发明属于高价值废弃资源的回收利用领域，具体涉及一种以含锂氟化渣制备氢氧化锂的方法。
背景技术
随着锂电行业的飞速发展，以及传统用锂行业的稳步前进，我国锂资源的消费量逐年增加，因材料本身的寿命有限，故此，含锂资源的回收迫在眉睫。
进入21世纪以来，随着新能源行业的飞速发展，锂离子电池脱颖而出，逐步成为新能源行业的代名词。动力电池、储能电池、3C电池的产销量不断增多。但锂离子电池的寿命仅在3-5年，有大量的废旧锂离子电池需要处理。在回收废旧锂离子电池时，有许多的锂以氟化锂的形式回收。
2018年以来，随着政策引导，动力电池开始追求高能量密度，这就使得锂电池向高能量密度发展，NCA、NCM811逐步受宠，但高镍电池烧结区别于常规锂电池(常规锂电池采用碳酸锂做锂源)，其烧结温度低，锂源需为氢氧化锂，故此造成了当前氢氧化锂价格高出碳酸锂将近5万元一吨。因此以氢氧化锂的形式回收锂具有巨大的现实需要。
目前，对含锂氟化渣，以氢氧化锂的形式收回锂的报道较少。
发明内容
针对现有技术的不足，同时为了开发新技术，本发明的目的在于提供一种以含锂氟化渣制备氢氧化锂的方法，该方法将含锂氟化渣中的锂以氢氧化锂的形式回收，实现含锂氟化渣中锂资源的回收。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种以含锂氟化渣制备氢氧化锂的方法，包括以下步骤：
(1)含锂氟化渣加水制浆，再加入转化剂，加热升温至70-100℃，反应1-10h；
所述的含锂氟化渣主要来自于锂电回收行业、锂盐行业、玻璃行业及制药行业等，其中锂含量为3-30％wt，其他阳离子含量之和为3-30％wt；所述的其他阳离子包括钙、镁、铝、铁、镍、钴、锰、钛和钒；
所述的加水制浆，液固比优选(10-20):1；
所述的转化剂优选氢氧化钙和/或氢氧化钡，其添加量为含锂氟化渣中锂摩尔量的0.5-1.0倍；
步骤(1)中，反应温度优选90-100℃，反应时间优选3-6h；
(2)将步骤(1)反应后的浆料过滤，得到氢氧化锂滤液和滤渣；滤渣用自来水进行洗涤，洗涤液作为步骤(1)中的制浆用水；将氢氧化锂滤液蒸发结晶，得到氢氧化锂。
本发明的反应机理是利用氟化锂和氟化钙、氟化钡的溶解度差异，根据溶解度积理论，将氟化锂制备成更难溶的氟化钙、氟化钡，同时得到氢氧化锂产品。
2LiF+Ca(OH)2＝CaF2+2LiOH
2LiF+Ba(OH)2＝BaF2+2LiOH
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
采用本发明方法制得的氢氧化锂，纯度在98％以上。本发明方法为含锂氟化渣的处理提供了一种新的工艺方法，锂回收率高，成本低，具有工业化可行性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种以含锂氟化渣制备氢氧化锂的方法，包括以下步骤：
(1)制浆：将锂含量10.57％wt的含锂氟化渣100g加入反应釜，加水制浆，控制液固比10:1；
(2)配料：将氢氧化钙90g配制成质量分数25％的浆料，加入到反应釜中；
(3)转化：将反应釜升温至95℃，反应4h；
(4)分离：将反应完全的浆料过滤，得到氢氧化锂滤液和滤渣，将滤渣用自来水进行洗涤，滤液进入步骤(1)作为含锂氟化渣制浆用水；
(5)结晶：将氢氧化锂溶液蒸发结晶，得到氢氧化锂产品。经检测，其纯度达98.39％。
实施例2
一种以含锂氟化渣制备氢氧化锂的方法，包括以下步骤：
(1)制浆：将锂含量18.21％wt的含锂氟化渣100g加入反应釜，加水制浆，控制液固比10:1；
(2)配料：将无水氢氧化钡250g配制成质量分数30％的浆料，加入到反应釜中；
(3)转化：将反应釜升温至90℃，反应6h；
(4)分离：将反应完全的浆料过滤，得到氢氧化锂滤液和滤渣，将滤渣用自来水进行洗涤，滤液进入步骤(1)作为含锂氟化渣制浆用水；
(5)结晶：将氢氧化锂溶液蒸发结晶，得到氢氧化锂产品。经检测，其纯度达98.71％。
实施例3
一种以含锂氟化渣制备氢氧化锂的方法，包括以下步骤：
(1)制浆：将锂含量19.28％wt的含锂氟化渣100g加入反应釜，加水制浆，控制液固比15:1；
(2)配料：将氢氧化钙80g和无水氢氧化钡50g配制成质量分数30％的浆料，加入到反应釜中；
(3)转化：将反应釜升温至99℃，反应3h；
(4)分离：将反应完全的浆料过滤，得到氢氧化锂滤液和滤渣，将滤渣用自来水进行洗涤，滤液进入步骤(1)作为含锂氟化渣制浆用水；
(5)结晶：将氢氧化锂溶液蒸发结晶，得到氢氧化锂产品。经检测，其纯度达98.92％。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种以含锂氟化渣制备氢氧化锂的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)含锂氟化渣加水制浆，再加入转化剂，加热升温至70-100℃，反应1-10h；
所述的转化剂为氢氧化钙和/或氢氧化钡；
(2)将步骤(1)反应后的浆料过滤，得到氢氧化锂滤液和滤渣；滤渣用自来水进行洗涤，洗涤液作为步骤(1)中的制浆用水；将氢氧化锂滤液蒸发结晶，得到氢氧化锂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述转化剂的用量为含锂氟化渣中锂摩尔量的0.5-1.0倍。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的含锂氟化渣中，锂含量为3-30％wt。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的含锂氟化渣中，其他阳离子含量之和为3-30％wt；所述的其他阳离子包括钙、镁、铝、铁、镍、钴、锰、钛和钒。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)所述的加水制浆，液固比为(10-20):1。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，反应温度为90-100℃，反应时间为3-6h。
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