CN110407235A - 电动汽车级单水氢氧化锂的制备方法 - Google Patents

电动汽车级单水氢氧化锂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电动汽车级单水氢氧化锂的制备方法,属于锂电池技术领域。本发明解决的技术问题是提供电动汽车级单水氢氧化锂的制备方法。该方法通过浆液处理、两次中和净化、除钙、除磁以及除有机物、浓缩、转化、精制得到EV级单水氢氧化锂。本发明方法,可成功制备得到EV级单水氢氧化锂,实现EV级单水氢氧化锂的工业化生产,整个工艺流程封闭循环,降低了物料消耗,降低了生产成本,锂的损耗小,产品收率高,总收率不小于90%,没有三废排放,对环境友好,得到的产品质量优异,与电池级产品相比,其化学指标更优,磁性物质更低,更不易团聚,并具有优异的产品一致性,为提高锂动力电池的容量、电池寿命及其安全性能打下了坚实的基础。

Description

电动汽车级单水氢氧化锂的制备方法
技术领域
本发明涉及电动汽车级单水氢氧化锂的制备方法的方法,属于锂电池技术领域。
背景技术
在能源制约、环境污染等大背景下,全球将把发展新能源作为改善环境、节约成本的重要举措。其中,新能源汽车(电动汽车)以使用成本低廉、维修保养简便、制造难度较低、行驶平稳动力强、低碳环保等不可比拟的优点,成为了未来汽车行业的发展方向。据中国汽车工业协会公布的数据显示,2017年1-11月份,纯电动汽车产销52.6万辆和50.2万辆,同比增长56.5%和60.9%,2018年2月份新能源汽车产销量分别为39230和34420辆,同比增长119.19%和95.2%。随着技术的不断更新,电动汽车续航能力越来越强,安全系数越来越高、使用寿命越来越长,这些都将归功于电动汽车对动力电池的高标准要求。
动力电池作为新能源汽车最关键的一个环节,其技术的突破将会导致全球汽车产业转型升级,实现跨越发展。作为动力电池生产原料的锂盐产品,其品质将会对动力电池的性能产生很大的影响。发明人长期致力于锂电池专用锂盐产品的研究,提出了电池级单水氢氧化锂产品以及生产方法。比如,专利CN10214978A公开了电池级单水氢氧化锂的制备方法,以硫酸锂净化液为原料,加入氢氧化钠得到Na2SO4·10H2O固体和LiOH液体,再通过分离液体结晶得到LiOH·H2O一次粗品,再将LiOH·H2O一次粗品溶解后,加入精制剂精制反应,过滤取滤液,蒸发浓缩冷却结晶,得到固体,烘干,即为电池级LiOH·H2O产品。
该方法为电池级锂盐产品的生产方法,随着电动汽车要求的提高,现有的电池级锂盐产品很难再满足电动汽车动力电池的需求,因此,需要一种新的电动汽车级(即EV级)单水氢氧化锂,来满足电动汽车的需求。EV级单水氢氧化锂和电池级单水氢氧化锂的产品质量见表1。
表1
从表1可以看出,EV级单水氢氧化锂产品纯度、杂质含量以及磁性物质含量的要求均比电池级要高,而现有的工业生产方法,只能得到电池级的产品。因此,急需EV级单水氢氧化锂产品的生产方法。
发明内容
针对以上缺陷,本发明解决的技术问题是提供一种电动汽车级单水氢氧化锂的制备方法的方法,通过该方法,可以制备得到EV级单水氢氧化锂产品。
本发明电动汽车级单水氢氧化锂的制备方法的方法,包括如下步骤:
A、浆液处理:将硫酸锂浆液过滤后,在滤液中加入碳酸钙,固液分离,得到二水合硫酸钙固体和微酸性液,其中,所述硫酸锂浆液为锂矿石酸化焙烧后浸出所得的浸出浆液,硫酸锂浆液的pH值为1~2,比重为1.2~1.4,浓度以Li2O含量计为30~32g/L;
B、两次中和净化:调节A步骤的微酸性液pH为6.5~7.5,反应30~40min,过滤,得到中性液;然后在中性液中,加入碳酸钠,并调节pH为11~12,反应30~40min,过滤,得到一次净化液;
C、除钙、除磁以及除有机物:将B步骤的一次净化液通过阳离子树脂交换膜除钙,通过低温除磁,通过吸附剂去除有机物,过滤,得到二次净化液和净化渣;
D、浓缩:将C步骤的二次净化液通过浓缩,得到浓缩液,浓缩液的浓度以Li2O计为43~45g/L;
E、氢氧化锂的获得:在D步骤的一次浓缩液中加入氢氧化钠,然后冷冻,固液分离,得到氢氧化锂液体和芒硝固体;
F、氢氧化锂的两次精制:将E步骤的氢氧化锂液体蒸发浓缩结晶后,冷却结晶,过滤,得到氢氧化锂一次精品;将氢氧化锂一次精品用去离子水溶解,蒸发浓缩结晶,冷却结晶,过滤,得到氢氧化锂二次精品;
G、氢氧化锂的三次精制:将氢氧化锂二次精品用去离子水溶解,加入除钠精制剂除钠,通过纳滤膜除去硫酸根,然后结晶,高温超磁,固液分离,得到氢氧化锂三次精品;
H、氢氧化锂的四次精制:将氢氧化锂三次精品干燥,然后进行电除磁,得到氢氧化锂四次精品;
I、电除磁:氢氧化锂四次精品磨细后,再进行电除磁,得到电动汽车级单水氢氧化锂;
其中,低温除磁的温度为90~100℃,磁场强度为10000~12000Gs;高温超磁的温度为120~150℃,磁场强度为16000~18000Gs;电除磁的磁场强度为18000~20000Gs。
优选的,将E步骤的芒硝固体溶解在去离子水中,蒸发浓缩结晶,过滤,得到元明粉和LiOH母液,LiOH母液返回B步骤中用以调节pH值。
优选的,A步骤中,碳酸钙的加入量为12~16kg/m3滤液。
优选的,B步骤中,碳酸钠以溶液形式加入,碳酸钠溶液的浓度为300±10g/L,碳酸钠溶液的加入量为1.5~2升/方中性液。
优选的,C步骤的吸附剂为硅铝粉;优选硅铝粉的加入量为一次净化液质量的1~3%。
优选的,D步骤中,所述浓缩采用膜浓缩;优选浓缩采用低温蒸馏LMD膜进行膜浓缩。
G步骤中,除钠精制剂优选为Li1.3Ti0.8Ce0.4Zr0.5Al0.3(PO4)3或Li1.3Zr0.8Ce0.4Si0.5Al0.3(PO4)3,除钠精制剂的加入量为溶液中Na+质量的20~25倍,反应时间为30~60分钟。
优选的,H步骤中,氢氧化锂三次精品采用真空带式干燥机于75~85℃进行干燥。
进一步优选的,H步骤中,在氢氧化锂三次精品中加入分散剂,再进行干燥;优选所述分散剂为聚乙二醇,分散剂的加入量为0.2~0.5wt%。
优选的,I步骤中,将氢氧化锂四次精品采用净化空气进行磨细,然后电除磁,洁净包装,得到电动汽车级单水氢氧化锂;所述净化空气中CO2体积含量为0.005~0.01%。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
1)本发明方法,可成功制备得到目前市场上没有的EV级单水氢氧化锂,实现EV级单水氢氧化锂的工业化生产。
2)本发明的母液循环使用,整个工艺流程封闭循环,降低了物料消耗,降低了生产成本,锂的损耗小,产品收率高,总收率不小于90%,没有三废排放,对环境友好。
3)本发明方法将膜浓缩技术应用于锂行业,降低了能耗,减少了生产蒸汽带来的环境污染;将树脂和膜分离钙、镁技术应用于锂行业,减少了有机物残留对产品品质的影响。
4)本发明方法得到的产品质量优异,为EV级产品,与电池级产品相比,其化学指标更优,磁性物质更低,更不易团聚,并具有优异的产品一致性,为提高锂动力电池的容量、电池寿命及其安全性能打下了坚实的基础。
附图说明
图1为本发明电动汽车级单水氢氧化锂的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
本发明电动汽车级单水氢氧化锂的制备方法的方法,包括如下步骤:
A、浆液处理:将硫酸锂浆液过滤后,在滤液中加入碳酸钙,固液分离,得到二水合硫酸钙固体和微酸性液,其中,所述硫酸锂浆液为锂矿石酸化焙烧后浸出所得的浸出浆液,硫酸锂浆液的pH值为1~2,比重为1.2~1.4,浓度以Li2O含量计为30~32g/L;
B、两次中和净化:调节A步骤的微酸性液pH为6.5~7.5,反应30~40min,过滤,得到中性液;然后在中性液中,加入碳酸钠,并调节pH为11~12,反应30~40min,过滤,得到一次净化液;
C、除钙、除磁以及除有机物:将B步骤的一次净化液通过阳离子树脂交换膜除钙,通过低温除磁,通过吸附剂去除有机物,最后经微管过滤,得到二次净化液和净化渣;所述低温除磁的温度为90~100℃,磁场强度为10000~12000Gs;
D、浓缩:将C步骤的二次净化液通过浓缩,得到浓缩液,浓缩液的浓度以Li2O计为43~45g/L;
E、氢氧化锂的获得:在D步骤的一次浓缩液中加入氢氧化钠,然后冷冻,固液分离,得到氢氧化锂液体和芒硝固体;
F、氢氧化锂的两次精制:将E步骤的氢氧化锂液体蒸发浓缩结晶后,冷却结晶,过滤,得到氢氧化锂一次精品;将氢氧化锂一次精品用去离子水溶解,蒸发浓缩结晶,冷却结晶,过滤,得到氢氧化锂二次精品;
G、氢氧化锂的三次精制:将氢氧化锂二次精品用去离子水溶解,加入除钠精制剂除钠,通过纳滤膜除去硫酸根,然后结晶,高温超磁,固液分离,得到氢氧化锂三次精品;
H、氢氧化锂的四次精制:将氢氧化锂三次精品干燥,然后进行电除磁,得到氢氧化锂四次精品;
I、电除磁:氢氧化锂四次精品磨细后,再进行电除磁,得到电动汽车级单水氢氧化锂;
其中,低温除磁的温度为90~100℃,磁场强度为10000~12000Gs;高温超磁的温度为120~150℃,磁场强度为16000~18000Gs;电除磁的磁场强度为18000~20000Gs。
本发明方法,采用特定的工艺除杂以及特定工序的除磁,通过酸性除磁(即调节硫酸锂浆液pH1~2除磁);两次中和净化除Si、Fe、Al、Ca、Mg;膜浓缩;吸附脱有机杂质;特定工序的低温除磁、高温超强除磁和电除磁;精制剂除钠;膜除硫等程序,完成电动汽车(EV)级单水氢氧化锂的工业化制备。其主要的反应原理与理论为:
Li2SO4+2NaOH+12H2O(冷冻)=2LiOH·H2O+Na2SO4·10H2O↓
系列反应为典型的沉淀反应,生成物有水、沉淀或气体,反应向正方向进行。下面分别对各步骤进行详细介绍。
A步骤为浆液的处理。本发明采用硫酸锂浆液为原料进行处理,硫酸锂浆料优选采用高效浸出:在含有2~3%残酸的硫酸锂固体熟料中加入定量的水,使硫酸锂浆液比重在1.2~1.4,浓度以Li2O含量计为30~32g/L。保持其pH值在1~2,可以保证酸性除磁。
将该硫酸锂浆液过滤,滤渣中含有极少量的铁和锂,即为低铁锂的粉末。在过滤后的滤液中加入碳酸钙,可以反应得到CaSO4·2H2O沉淀。作为优选方案,A步骤中,碳酸钙的加入量为12~16kg/m3滤液。
B步骤为两次中和净化的步骤。分步调节pH值,析出杂质,主要发生如下反应:
Fe3++3OH-=Fe(OH)3
Al3++3OH-=Al(OH)3
Cu2++2OH-=Cu(OH)2
Zn2++2OH-=Zn(OH)2
Fe2++2OH-=Fe(OH)2
Ni2++2OH-=Ni(OH)2
Co2++2OH-=Co(OH)2
Mn2++2OH-=Mn(OH)2
Mg2++2OH-=Mg(OH)2
Ca2++CO3 2-=CaCO3
优选的,B步骤中,碳酸钠以溶液形式加入,碳酸钠溶液的浓度为300±10g/L,碳酸钠溶液的加入量为1.5~2升/方中性液。
B步骤调节pH值可以采用NaOH或LiOH,优选的,采用LiOH母液调节pH值,LiOH母液为将E步骤的芒硝固体溶解在去离子水中,蒸发浓缩结晶,过滤,得到的固体为元明粉,液体即为LiOH母液,LiOH母液优选返回B步骤中用以调节pH值。将该LiOH母液循环至硫酸锂中和净化工序,相比现有技术,减小了物料的消耗,对保持电动汽车级单水氢氧化锂品质的稳定性有很大的提高。
一般的,一次中和时,加入LiOH母液的量为3~8升/方,二次中和加入LiOH母液的量为35~45升/方。
C步骤主要是得到二次净化液的过程。将上一步得到的硫酸锂一次净化液,通过阳离子交换树脂进行深度除钙,保证出口液体中[Ca2+]在1~3ppm之间,通过低温90~100℃,磁场强度为10000~12000Gs的液体除磁设备,通过吸附剂除去系统中的耐高温的有机杂质,并经微管进行过滤分离,得到二次净化液。优选的,所述吸附剂为硅铝粉(Al2O3·SiO2·nH2O),更优选的,吸附剂硅铝粉的加入量为一次净化液质量的1~3%。
D步骤为浓缩过程。优选将硫酸锂二次净化液通过膜浓缩,以提高后工序过程产品的成品率,将硫酸锂溶液从Li2O浓度30~32g/L提升到43~45g/L,得到浓缩液。优选的,膜浓缩采用低温蒸馏LMD膜。在锂行业使用膜浓缩技术,替代传统的蒸发浓缩,可以降低约2/3的能源消耗,减少生产蒸汽带来的环境污染。
E步骤优选的具体操作如下:在D步骤的一次浓缩液中加入氢氧化钠,优选氢氧化钠的加入量为65.2~66.8kg/m3,得到转化液,将转化液冷却至20~25℃输送至冷冻系统,转化液冷冻至-3~-6℃后生成冷冻晶浆液,将冷冻晶浆液离心分离,母液经过沉降溢流,溢流出得清液过滤生成冷冻清液,冷冻清液即氢氧化锂液体进入氢氧化锂一次蒸发工序,而分离出得芒硝晶体加热溶解,再蒸发浓缩结晶提取元明粉,所得的LiOH母液返回Li2SO4净化工序。
F步骤为氢氧化锂两次精制过程,其中的蒸发浓缩结晶优选为MV蒸发浓缩结晶。
G步骤为氢氧化锂的三次精制过程。该步骤采用精制剂除钠、膜深度分离硫酸根,相比现有技术,使产品中的钠和硫酸根降低到30ppm以下。
优选的,除钠精制剂为Li1.3Ti0.8Ce0.4Zr0.5Al0.3(PO4)3或Li1.3Zr0.8Ce0.4Si0.5Al0.3(PO4)3,除钠精制剂的加入量为溶液中Na+质量的20~25倍,反应时间为30~60分钟,控制Na和SO4 2-均在1~2g/L之间,,该步骤直接将产品中钠与硫酸根含量降低到30ppm以下。
优选的,G步骤的结晶采用MVR稳态结晶,控制循环泵循环量和离心分离料液温度,离心分离料液温度控制在40~45℃。这样可以防止团聚现象的产生。
优选的,H步骤中,氢氧化锂三次精品采用真空带式干燥机于75~85℃进行干燥。
为了防止团聚,优选的,H步骤中,在氢氧化锂三次精品中加入分散剂,再进行干燥。更优选的,所述分散剂为聚乙二醇,比如聚乙二醇-400PYCF或聚乙二醇-600PYCS,分散剂的加入量为0.2~0.5wt%。
为了更好的防止团聚,I步骤中,将氢氧化锂四次精品采用净化空气进行输送和气流粉碎磨细,然后电除磁,净化空气中CO2体积含量为0.005~0.01%,可以采用分子筛降低空气中的水和二氧化碳含量。
本发明所述的洁净包装为在10万级洁净厂房里进行自动化包装作业,保证了全过程处于干燥和无影响品质的环境,无外界磁性物质和机械杂质进入产品中,保证了最终产品质量达到EV级的要求。
本发明方法中,根据物料性质、物料温度和产品性状,分别采用酸性除磁、低温除磁、高温超磁和电除磁,达到EV级单水氢氧化锂产品磁性物质在50ppb以下。在本发明中,除了A步骤的酸性除磁之外,其余的除磁均采用现有的液体或者固体除磁设备,低温除磁的温度为90~100℃,磁场强度为10000~12000Gs;高温超磁的温度为120~150℃,磁场强度为16000~18000Gs;电除磁的磁场强度为18000~20000Gs。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述,并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
如图1所示,采用如下步骤生产得到EV级单水氢氧化锂:
A、浆液处理:将硫酸锂浆液过滤后,在滤液中加入12kg/m3的碳酸钙,固液分离,得到二水合硫酸钙固体和微酸性液,其中,所述硫酸锂浆液为锂矿石酸化焙烧后浸出所得的浸出浆液,硫酸锂浆液的pH值为1,比重为1.2,浓度以Li2O含量计为30g/L。
B、两次中和净化:调节A步骤的微酸性液pH为6.5,反应30min,过滤,得到中性液;然后在中性液中,加入浓度为300±10g/L碳酸钠溶液1.5升/方中性液,并调节pH为11,反应30min,过滤,得到一次净化液。
C、除钙、除磁以及除有机物:将B步骤的一次净化液通过阳离子树脂交换膜除钙,通过低温除磁,通过吸附剂高效活性硅铝粉Al2O3·SiO2·nH2O去除有机物,吸附剂的用量为一次净化液质量的1%,最后经微管过滤,得到二次净化液和净化渣;所述低温除磁的温度为90℃,磁场强度为10000Gs。
D、膜浓缩:将C步骤的二次净化液通过膜浓缩(低温蒸馏LMD膜),得到浓度以Li2O计为43g/L的浓缩液。
E、氢氧化锂的获得:在D步骤的浓缩液中加入氢氧化钠65.2kg/m3,得到转化液,将转化液冷却至20℃输送至冷冻系统,转化液冷冻至-3℃后生成冷冻晶浆液,将冷冻晶浆液离心分离,母液经过沉降溢流,溢流出得清液过滤生成冷冻清液,冷冻清液即氢氧化锂液体,进入后续K步骤,而分离出得芒硝晶体加热溶解,再蒸发浓缩结晶提取元明粉,剩余母液为LiOH母液,返回B步骤中用以调节pH值。
F、氢氧化锂的两次精制:将J步骤的氢氧化锂液体MV蒸发浓缩结晶后,冷却结晶,过滤分离,得到氢氧化锂一次精品。
将氢氧化锂一次精品用去离子水溶解,MV蒸发浓缩结晶,冷却结晶,过滤分离,得到氢氧化锂二次精品。
G、氢氧化锂的三次精制:将氢氧化锂二次精品用去离子水溶解,加入除钠精制剂除钠Li1.3Ti0.8Ce0.4Zr0.5Al0.3(PO4)3,除钠精制剂的加入量为溶液中Na+质量的20倍,反应时间为30分钟,通过纳滤膜除去硫酸根,然后结晶,高温超磁,固液分离,得到氢氧化锂三次精品。高温超磁的温度为120℃,磁场强度为16000Gs。
H、氢氧化锂的四次精制:将氢氧化锂三次精品采用真空带式干燥机于75℃进行干燥,然后进行电除磁,得到氢氧化锂四次精品;所述电除磁的磁场强度为18000Gs。
I、洁净包装:将氢氧化锂四次精品采用净化空气(CO2体积含量为0.005~0.01%)进行输送和气流粉碎,然后电除磁,洁净包装,得到电动汽车级单水氢氧化锂。
检测所得的电动汽车级单水氢氧化锂,满足EV级的要求,具体检测结果见表2。
实施例2
如图1所示,采用如下步骤生产得到EV级单水氢氧化锂:
A、浆液处理:将硫酸锂浆液过滤后,在滤液中加入16kg/m3的碳酸钙,固液分离,得到二水合硫酸钙固体和微酸性液,其中,所述硫酸锂浆液为锂矿石酸化焙烧后浸出所得的浸出浆液,硫酸锂浆液的pH值为2,比重为1.4,浓度以Li2O含量计为32g/L。
B、两次中和净化:调节A步骤的微酸性液pH为7.5,反应40min,过滤,得到中性液;然后在中性液中,加入浓度为300±10g/L碳酸钠溶液2升/方中性液,并调节pH为12,反应40min,过滤,得到一次净化液。
C、除钙、除磁以及除有机物:将B步骤的一次净化液通过阳离子树脂交换膜除钙,通过低温除磁,通过吸附剂高效活性硅铝粉Al2O3·SiO2·nH2O去除有机物,吸附剂的用量为一次净化液质量的3%,最后经微管过滤,得到二次净化液和净化渣;所述低温除磁的温度为100℃,磁场强度为12000Gs。
D、膜浓缩:将C步骤的二次净化液通过膜浓缩(低温蒸馏LMD膜),得到浓度以Li2O计为45g/L的浓缩液。
E、氢氧化锂的获得:在D步骤的浓缩液中加入氢氧化钠66.8kg/m3,得到转化液,将转化液冷却至25℃输送至冷冻系统,转化液冷冻至-6℃后生成冷冻晶浆液,将冷冻晶浆液离心分离,母液经过沉降溢流,溢流出得清液过滤生成冷冻清液,冷冻清液即氢氧化锂液体,进入后续K步骤,而分离出得芒硝晶体加热溶解,再蒸发浓缩结晶提取元明粉,剩余母液为LiOH母液,返回B步骤中用以调节pH值。
F、氢氧化锂的两次精制:将J步骤的氢氧化锂液体MV蒸发浓缩结晶后,冷却结晶,过滤分离,得到氢氧化锂一次精品。
将氢氧化锂一次精品用去离子水溶解,MV蒸发浓缩结晶,冷却结晶,过滤分离,得到氢氧化锂二次精品。
G、氢氧化锂的三次精制:将氢氧化锂二次精品用去离子水溶解,加入除钠精制剂除钠Li1.3Zr0.8Ce0.4Si0.5Al0.3(PO4)3,除钠精制剂的加入量为溶液中Na+质量的25倍,反应时间为60分钟,通过纳滤膜除去硫酸根,然后结晶,高温超磁,固液分离,得到氢氧化锂三次精品。高温超磁的温度为150℃,磁场强度为18000Gs。
H、氢氧化锂的四次精制:将氢氧化锂三次精品采用真空带式干燥机于85℃进行干燥,然后进行电除磁,得到氢氧化锂四次精品。所述电除磁的磁场强度为20000Gs。
I、洁净包装:将氢氧化锂四次精品采用净化空气(CO2体积含量为0.005~0.01%)进行输送和气流粉碎,然后电除磁,洁净包装,得到电动汽车级单水氢氧化锂。
检测所得的电动汽车级单水氢氧化锂,满足EV级的要求,具体检测结果见表2。
表2
对比例1
以电池级氢氧化锂产品为原料,通过对电池级单水氢氧化锂产品,采用国内8000Gs的格栅除铁器除磁,能起到一定效果,但该除磁器的衰减较快,并且除磁器在高温情况下,磁场强度波动非常大,产品磁性物质含量只能控制在300~1000ppb范围内,无法达到EV级单水氢氧化锂的要求。

Claims (10)

1.电动汽车级单水氢氧化锂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
A、浆液处理:将硫酸锂浆液过滤后,在滤液中加入碳酸钙,固液分离,得到二水合硫酸钙固体和微酸性液,其中,所述硫酸锂浆液为锂矿石酸化焙烧后浸出所得的浸出浆液,硫酸锂浆液的pH值为1~2,比重为1.2~1.4,浓度以Li2O含量计为30~32g/L;
B、两次中和净化:调节A步骤的微酸性液pH为6.5~7.5,反应30~40min,过滤,得到中性液;然后在中性液中,加入碳酸钠,并调节pH为11~12,反应30~40min,过滤,得到一次净化液;
C、除钙、除磁以及除有机物:将B步骤的一次净化液通过阳离子树脂交换膜除钙,通过低温除磁,通过吸附剂去除有机物,过滤,得到二次净化液和净化渣;
D、浓缩:将C步骤的二次净化液通过浓缩,得到浓缩液,浓缩液的浓度以Li2O计为43~45g/L;
E、氢氧化锂的获得:在D步骤的一次浓缩液中加入氢氧化钠,然后冷冻,固液分离,得到氢氧化锂液体和芒硝固体;
F、氢氧化锂的两次精制:将E步骤的氢氧化锂液体蒸发浓缩结晶后,冷却结晶,过滤,得到氢氧化锂一次精品;将氢氧化锂一次精品用去离子水溶解,蒸发浓缩结晶,冷却结晶,过滤,得到氢氧化锂二次精品;
G、氢氧化锂的三次精制:将氢氧化锂二次精品用去离子水溶解,加入除钠精制剂除钠,通过纳滤膜除去硫酸根,然后结晶,高温超磁,固液分离,得到氢氧化锂三次精品;
H、氢氧化锂的四次精制:将氢氧化锂三次精品干燥,然后进行电除磁,得到氢氧化锂四次精品;
I、电除磁:氢氧化锂四次精品磨细后,再进行电除磁,得到电动汽车级单水氢氧化锂;
其中,低温除磁的温度为90~100℃,磁场强度为10000~12000Gs;高温超磁的温度为120~150℃,磁场强度为16000~18000Gs;电除磁的磁场强度为18000~20000Gs。
2.根据权利要求1所述的电动汽车级单水氢氧化锂的制备方法的方法,其特征在于:将E步骤的芒硝固体溶解在去离子水中,蒸发浓缩结晶,过滤,得到元明粉和LiOH母液,LiOH母液返回B步骤中用以调节pH值。
3.根据权利要求1所述的电动汽车级单水氢氧化锂的制备方法的方法,其特征在于:A步骤中,碳酸钙的加入量为12~16kg/m3滤液。
4.根据权利要求1所述的电动汽车级单水氢氧化锂的制备方法的方法,其特征在于:B步骤中,碳酸钠以溶液形式加入,碳酸钠溶液的浓度为300±10g/L,碳酸钠溶液的加入量为1.5~2升/方中性液。
5.根据权利要求1所述的电动汽车级单水氢氧化锂的制备方法的方法,其特征在于:C步骤的吸附剂为硅铝粉;优选硅铝粉的加入量为一次净化液质量的1~3%。
6.根据权利要求1所述的电动汽车级单水氢氧化锂的制备方法的方法,其特征在于:D步骤中,所述浓缩采用膜浓缩;优选浓缩采用低温蒸馏LMD膜进行膜浓缩。
7.根据权利要求1所述的电动汽车级单水氢氧化锂的制备方法的方法,其特征在于:G步骤中,除钠精制剂为Li1.3Ti0.8Ce0.4Zr0.5Al0.3(PO4)3或Li1.3Zr0.8Ce0.4Si0.5Al0.3(PO4)3,除钠精制剂的加入量为溶液中Na+质量的20~25倍,反应时间为30~60分钟。
8.根据权利要求1所述的电动汽车级单水氢氧化锂的制备方法的方法,其特征在于:H步骤中,氢氧化锂三次精品采用真空带式干燥机于75~85℃进行干燥。
9.根据权利要求1所述的电动汽车级单水氢氧化锂的制备方法的方法,其特征在于:H步骤中,在氢氧化锂三次精品中加入分散剂,再进行干燥;优选所述分散剂为聚乙二醇,分散剂的加入量为0.2~0.5wt%。
10.根据权利要求1所述的电动汽车级单水氢氧化锂的制备方法的方法,其特征在于:I步骤中,将氢氧化锂四次精品采用净化空气进行磨细,然后电除磁,洁净包装,得到电动汽车级单水氢氧化锂;所述净化空气中CO2体积含量为0.005~0.01%。
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