CN109678183B - 一种工业级可溶性锂盐制备氢氧化锂的方法 - Google Patents
一种工业级可溶性锂盐制备氢氧化锂的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109678183B CN109678183B CN201910131773.6A CN201910131773A CN109678183B CN 109678183 B CN109678183 B CN 109678183B CN 201910131773 A CN201910131773 A CN 201910131773A CN 109678183 B CN109678183 B CN 109678183B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lithium hydroxide
- bipolar membrane
- lithium
- industrial
- ions
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D15/00—Lithium compounds
- C01D15/02—Oxides; Hydroxides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
本发明提供了一种工业级可溶性锂盐制备氢氧化锂的方法，属于氢氧化锂制备领域。本发明以工业级可溶性锂盐为原料制备氢氧化锂，通过调节pH值、板框过滤、多介质过滤、超滤和螯合树脂吸附处理除去工业级可溶性锂盐中的杂质、钙、镁、铝、铁等离子，板框过滤能够将固体和液体分离，多介质过滤用于去除悬浮物、胶体、有机物等，超滤能进一步降低残留的COD、悬浮物和大分子溶解物的含量，实现对液体的净化和分离，螯合树脂使液体中高价离子含量达到双极膜进水要求，预电解液中的阴离子向酸室迁移，与双极膜阳膜面分解出的氢离子结合生成稀酸，预电解液中的锂离子向碱室迁移，与双极膜阴膜面分解出的氢氧根离子结合生成氢氧化锂。
Description
技术领域
本发明属于氢氧化锂制备技术领域，尤其涉及一种工业级可溶性锂盐制备氢氧化锂的方法。
背景技术
传统工艺中，制备氢氧化锂的方法主要有以下几种：
1)石灰石焙烧法工艺
将含锂矿石(锂辉石或锂云母)与石灰粉或石灰石按一定质量比混合、细磨。然后将磨好的料浆送入回转窑内煅烧，用水分解烧结块得到氢氧化锂。该工艺能耗高、物料流通量大，生产成本高。
缺点：产品品质一般，有大量的碳酸钙固废产生。
2)碳酸锂苛化法工艺
将精制石灰乳Ca(OH)2与碳酸锂按一定的比例混合，调节一定的苛化液浓度，加热至沸腾并强力搅拌，反应后可得到氢氧化锂溶液和碳酸钙沉淀。分离后将母液减压浓缩、结晶得到单水氢氧化锂产品。单水氢氧化锂在130℃～140℃干燥，再在150℃～180℃下减压加热，制得无水氢氧化锂。该法是传统上国内外常用的方法，成本受原料碳酸锂价格影响，生产设备投资较多；且设备内容易结垢造成堵塞，需要定期清洗，造成维护成本大。
3)硫酸锂苛化冷却结晶法工艺
将硫酸锂浸出液适当蒸发浓缩，加入氢氧化钠，过滤出铁、钙、镁等杂质，然后冷却到-10～5℃，离心分离出十水硫酸钠，将离心液蒸发浓缩结晶出粗单水氢氧化锂，将其再次溶解后，加入氢氧化钡反应，过滤分离沉淀，滤液蒸发浓缩，结晶出单水氢氧化锂。该方法是目前国内生产应用的方法，但是该方法中要求硫酸锂必须纯净，否则不能得到电池级氢氧化锂。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种工业级可溶性锂盐制备氢氧化锂的方法。本发明提供的制备方法能够由工业级可溶性锂盐制得电池级氢氧化锂。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种工业级可溶性锂盐制备氢氧化锂的方法，包括以下步骤：
将工业级可溶性锂盐溶液依次经氢氧化锂调节pH值、板框过滤、多介质过滤、超滤和螯合树脂吸附，得到预电解液；
将所述预电解液进行双极膜电解后进行蒸发结晶，得到氢氧化锂。
优选地，所述工业级可溶性锂盐中含有的杂质离子包括钠离子、钙离子、镁离子、铁离子和铝离子。
优选地，所述板框过滤的压力为0.3～3兆帕。
优选地，所述板框过滤的过滤孔径为3～10微米。
优选地，所述多介质过滤的介质包括活性炭、石英砂和多孔陶瓷的混合物。
优选地，所述超滤所用滤膜的孔径为0.01～0.05微米。
优选地，所述双极膜由阳离子交换层、界面亲水层和阴离子交换层复合制得。
优选地，所述双极膜电解的电压每对膜为1.0～3.0V，所述电解的电流密度为300～800A/m2。
优选地，所述双极膜电解还产生稀酸和稀盐水。
优选地，所述pH值为8～14。
本发明提供了一种工业级可溶性锂盐制备氢氧化锂的方法，包括以下步骤：将工业级可溶性锂盐溶液依次经氢氧化锂调节pH值、板框过滤、多介质过滤、超滤和螯合树脂吸附，得到预电解液；将所述预电解液进行双极膜电解后进行蒸发结晶，得到氢氧化锂。本发明以工业级可溶性锂盐为原料制备氢氧化锂，通过调节pH值、板框过滤、多介质过滤、超滤和螯合树脂吸附处理除去工业级可溶性锂盐溶液中的钙离子、镁离子、铁离子和铝离子等，板框压滤机过滤能够将固体和液体分离，多介质过滤器用于去除残留的沉淀物、悬浮物、胶体、有机物等，超滤装置能进一步降低残留的COD、悬浮物和大分子溶解物的含量，实现对液体的净化、分离作用，螯合树脂使液体中高价离子含量达到双极膜进水要求，预电解液中的阴离子通过阴膜迁移至酸室，遇到双极膜的阳膜面，由于阳膜面带负电，阴离子无法继续迁移，留在酸室，与双极膜阳膜面分解出的氢离子结合生成稀酸，双极膜的阴膜面在直流电场的作用下，不断分解出氢氧根离子，在碱室跟锂离子结合，生成氢氧化锂，最终可溶性锂盐通过双极膜电渗析实现了盐转化为氢氧化锂，然后经过蒸发结晶得到电池级氢氧化锂。本发明提供的制备方法能够由工业级可溶性锂盐制得电池级氢氧化锂；系统无废盐、废水产生，解决了环保问题，实现工业清洁生产；同时氢氧化锂产品纯度比传统方法大幅提高，一次结晶即可达到电池级水平，符合中国特色社会主义当前提倡的绿色可持续发展的趋势和要求。
附图说明
图1为本发明实施例由工业级可溶性锂盐制备氢氧化锂的方法的流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种工业级可溶性锂盐制备氢氧化锂的方法，包括以下步骤：
将工业级可溶性锂盐溶液依次经氢氧化锂调节pH值、板框过滤、多介质过滤、超滤和螯合树脂吸附，得到预电解液；
将所述预电解液进行双极膜电解后进行蒸发结晶，得到氢氧化锂。
本发明将工业级可溶性锂盐溶液依次经氢氧化锂调节pH值、板框过滤、多介质过滤、超滤和螯合树脂吸附，得到预电解液。在本发明中，所述工业级可溶性锂盐优选含有的杂质离子包括钠离子、钙离子、镁离子、铁离子和铝离子。在本发明中，所述工业级可溶性锂盐优选包括工业级硫酸锂或工业级氯化锂。本发明对所述工业级可溶性锂盐的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可，具体的如采用稀酸溶解锂矿。本发明对工业级可溶性锂盐溶液的制备方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的溶液的制备方法即可。
在本发明中，所述pH值优选为8～14，更优选为10～11。本发明对所述氢氧化锂的用量没有特殊的限定，能够将所述工业级可溶性锂盐溶液的pH值调节至所要求的pH值即可。
在本发明中，所述板框过滤的压力优选为0.3～3兆帕，更优选为1.6兆帕。
在本发明中，所述板框过滤的孔径优选为3～10微米，更优选为5～8微米。在本发明中，所述板框过滤的板与滤框优选用手动螺旋、电动螺旋或液压方式压紧。在本发明中，所述板框过滤的板和滤框材质优选为木材、不锈钢、聚丙烯或橡胶。在本发明中，所述板框过滤优选在板框过滤机中进行。
在本发明中，所述多介质过滤的介质优选包括活性炭、石英砂和多孔陶瓷的混合物。在本发明中，所述多介质过滤优选在多介质过滤器中进行。
在本发明中，所述多介质过滤完成后，所得出水优选进入保安过滤器再过滤，保安过滤器出水再进入超滤。
在本发明中，所述超滤所用滤膜的孔径优选为0.01～0.05微米。
在本发明中，所述螯合树脂优选为钠型磺基苯乙烯树脂。
得到预电解液后，本发明将所述预电解液进行双极膜电解后进行蒸发结晶，得到电池级的氢氧化锂。在本发明中，所述双极膜优选由阳离子交换层(N型膜)、界面亲水层(催化剂层)和阴离子交换层(P型膜)复合制得。
在本发明中，所述双极膜电解的电压每对膜优选为1.0～3.0V，所述电解的电流密度优选为300～800A/m2。
在本发明中，所述双极膜电解优选还产生稀酸和稀盐水。在本发明中，所述稀酸优选为稀硫酸或稀盐酸。在本发明中，所述稀酸优选回用到溶解锂矿得到可溶性锂盐。
在本发明中，所述稀盐水，即未电解的可溶性锂盐，具体的如硫酸锂或氯化锂溶液，所述稀盐水优选回用。
电解完成后，本发明将所得电解液进行蒸发结晶，得到电池级的氢氧化锂。本发明对所述蒸发结晶的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的蒸发结晶即可。
下面结合实施例对本发明提供的一种工业级可溶性锂盐制备氢氧化锂的方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
图1为本发明实施例由工业级可溶性锂盐制备氢氧化锂的方法的流程图，将工业级可溶性锂盐溶液依次经氢氧化锂调节pH值、板框过滤、多介质过滤、超滤和螯合树脂吸附，得到预电解液，其中板框过滤在板框过滤机中进行，板框过滤机出水进入多介质过滤器，多介质过滤器出水进入保安过滤器，保安过滤器出水进入超滤，超滤出水进入螯合树脂，螯合树脂出水即预电解液进入双极膜系统进行双极膜电解，得到氢氧化锂溶液，氢氧化锂溶液经蒸发结晶、离心分离得到电池级的氢氧化锂固体，双极膜电解还产生稀盐水，即未电解的可溶性锂盐，如硫酸锂或氯化锂溶液，也进入原水池进行回用，双极膜电解还产生稀硫酸或稀盐酸，回用到溶解锂矿制备可溶性锂盐。
实施例1
将工业级氯化锂溶液依次经氢氧化锂调节pH值至13、板框过滤(板框过滤的压力为1.6兆帕，滤框孔径为5微米)、多介质过滤(活性炭、石英砂和多孔陶瓷)、超滤(孔径为0.02微米)和螯合树脂吸附后，得到预电解液；
将所述预电解液进行双极膜电解(双极膜阳离子交换层(N型膜)、界面亲水层(催化剂层)和阴离子交换层(P型膜)复合制得，电解的电压每对膜为1.5V，电解的电流密度为300A/m2，经一次蒸发结晶得到氢氧化锂。
实施例2
将工业级硫酸锂溶液依次经氢氧化锂调节pH值至13、板框过滤(板框过滤的压力为3兆帕，滤框孔径为8微米)、多介质过滤(活性炭、石英砂和多孔陶瓷等)、超滤(孔径为0.02微米)和螯合树脂吸附后，得到预电解液；
将所述预电解液进行双极膜电解(双极膜阳离子交换层(N型膜)、界面亲水层(催化剂层)和阴离子交换层(P型膜)复合制得，电解的电压每对膜为2V，所述电解的电流密度为500A/m2，经一次蒸发结晶得到氢氧化锂。
实施例3
将工业级硫酸锂依次经氢氧化锂调节pH值至13、板框过滤(板框过滤的压力为0.6兆帕，滤框的孔径为10微米)、多介质过滤(活性炭、石英砂、多孔陶瓷等)、超滤(孔径为0.02微米)和螯合树脂吸附后，得到预电解液；
将所述预电解液进行双极膜电解(双极膜阳离子交换层(N型膜)、界面亲水层(催化剂层)和阴离子交换层(P型膜)复合制得，电解的电压为每对膜为2.5V，所述电解的电流密度为800A/m2，经一次蒸发结晶得到氢氧化锂。
对实施例1～2螯合树脂吸附前后的液体进行分析，结果分别如表1～2所示。对实施例3多介质过滤后、超滤后以及螯合树脂吸附后的液体进行分析，结果如表3所示。由表1～3可以看出，本发明经过调节pH值、板框过滤、多介质过滤、超滤和螯合树脂吸附处理除去工业级可溶性锂盐中的杂质离子包括钙、镁、铁、铝等离子，板框过滤能够将固体和液体分离，多介质过滤用于去除液体中的悬浮物、胶体、有机物等，超滤能够实现对液体的净化和分离，螯合树脂使液体中高价金属离子含量达到双极膜进水要求。
表1实施例1螯合树脂吸附前后液体水质分析结果
表2实施例2螯合树脂吸附前后液体水质分析结果
表3实施例3多介质过滤后、超滤后以及螯合树脂吸附后的液体水质分析结果
对实施例1～3经过双极膜电解后的产品进行分析，结果如表4所示。由表4可以看出，本发明大幅度的降低了生产成本，提高了行业竞争力。
表4实施例1～3经过双极膜电解后的产品以及生产成本结果
| 实施例 | 耗时/h | 产碱量(无水) | 产碱量(单水) | 耗电/kw | 单位耗电kw/kg | 日产量(单水) |
| 1 | 2.67 | 18.3kg | 32 | 79.5 | 2.48 | 288 |
| 2 | 2.75 | 19.3kg | 33.8 | 78 | 2.31 | 295 |
| 3 | 2.83 | 18.7kg | 32.7 | 75 | 2.29 | 277 |
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种工业级可溶性锂盐制备氢氧化锂的方法，其特征在于，具体为以下步骤：
将工业级硫酸锂依次经氢氧化锂调节pH值至13、板框过滤、多介质过滤、超滤和螯合树脂吸附后，得到预电解液，所述板框过滤的压力为0.6兆帕，滤框的孔径为10微米，所述多介质过滤为活性炭、石英砂、多孔陶瓷，所述超滤的孔径为0.02微米；
将所述预电解液进行双极膜电解，电解的电压为每对膜为2.5V，所述电解的电流密度为800A/m2，经一次蒸发结晶得到氢氧化锂，所述双极膜电解的双极膜由双极膜阳离子交换层、界面亲水层和阴离子交换层复合制得，所述双极膜阳离子交换层为N型膜，所述界面亲水层为催化剂层，所述阴离子交换层为P型膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910131773.6A CN109678183B (zh) | 2019-02-22 | 2019-02-22 | 一种工业级可溶性锂盐制备氢氧化锂的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910131773.6A CN109678183B (zh) | 2019-02-22 | 2019-02-22 | 一种工业级可溶性锂盐制备氢氧化锂的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109678183A CN109678183A (zh) | 2019-04-26 |
| CN109678183B true CN109678183B (zh) | 2021-07-27 |
Family
ID=66196843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910131773.6A Active CN109678183B (zh) | 2019-02-22 | 2019-02-22 | 一种工业级可溶性锂盐制备氢氧化锂的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109678183B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111235591B (zh) * | 2020-03-04 | 2021-06-04 | 杭州科锐环境能源技术有限公司 | 一种由锂辉石硫酸浸出液制备单水氢氧化锂的方法 |
| CN111924861B (zh) * | 2020-08-03 | 2023-03-24 | 杭州科锐环境能源技术有限公司 | 一种氢氧化锂的制备方法 |
| CN115286014A (zh) * | 2022-08-15 | 2022-11-04 | 江苏昌吉利新能源科技有限公司 | 一种通过回收废锂基润滑脂制备高纯氢氧化锂的方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2013201833B2 (en) * | 2012-08-13 | 2014-07-17 | Reed Advanced Materials Pty Ltd | Processing of Lithium Containing Ore |
| CN107720786A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-02-23 | 中国科学院青海盐湖研究所 | 一种基于膜分离耦合法的电池级氢氧化锂制备方法 |
-
2019
- 2019-02-22 CN CN201910131773.6A patent/CN109678183B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109678183A (zh) | 2019-04-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7113467B2 (ja) | 高不純度リチウム源からバッテリーグレード及び高純度グレードの水酸化リチウム及び炭酸リチウムを生成するシステム | |
| WO2021190402A1 (zh) | 一种从含锂低镁卤水中制备氢氧化锂的方法 | |
| CN109850927B (zh) | 一种制取高纯氢氧化锂的方法 | |
| CN109678183B (zh) | 一种工业级可溶性锂盐制备氢氧化锂的方法 | |
| CN102531002B (zh) | 一种纯化碳酸锂的方法 | |
| CN102020295A (zh) | 高纯碳酸锂的制备方法 | |
| CN105777603B (zh) | 一种从l-羟脯氨酸发酵液中提取l-羟脯氨酸的方法 | |
| CN109680295B (zh) | 一种工业级碳酸锂固体制备氢氧化锂的方法 | |
| CN112575339B (zh) | 锂辉石制备氢氧化锂的方法及去除钠钾的方法 | |
| CN112299451A (zh) | 一种通过磷酸锂的形式从含锂低镁卤水中制备氢氧化锂的方法 | |
| CN111235591B (zh) | 一种由锂辉石硫酸浸出液制备单水氢氧化锂的方法 | |
| CN114477245A (zh) | 一种工业级碳酸锂连续碳化制备电池碳酸锂的方法 | |
| CN113004320B (zh) | 一种肌醇生产时可降低解吸剂用量的方法 | |
| CN114933288B (zh) | 一种高纯磷酸二氢钾及其制备方法 | |
| CN112679021B (zh) | 一种海水制盐方法 | |
| CN111875153A (zh) | 对环氧氯丙烷生产过程中产生的环化废水处理方法 | |
| CN109534369B (zh) | 一种膜集成制备氯化锂设备及其方法 | |
| CN111484182A (zh) | 一种7-adca母液回收处理方法 | |
| CN208008474U (zh) | 一种制备电池级碳酸锂的系统 | |
| CN211920886U (zh) | 一种利用膜分离技术制备电池级碳酸锂的装置 | |
| CN111718287B (zh) | 一种n-乙酰-l-半胱氨酸的电渗析提取方法 | |
| CN110606499A (zh) | 一种含锂盐湖卤水提锂组合装置 | |
| CN109956967A (zh) | 一种植酸提取精制的方法 | |
| CN112209412A (zh) | 提锂的方法和电池级单水合氢氧化锂 | |
| CN111924861B (zh) | 一种氢氧化锂的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |