CN110494573A - 用于由含锂的矿石制备氢氧化锂的方法 - Google Patents

用于由含锂的矿石制备氢氧化锂的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110494573A
CN110494573A CN201880024414.4A CN201880024414A CN110494573A CN 110494573 A CN110494573 A CN 110494573A CN 201880024414 A CN201880024414 A CN 201880024414A CN 110494573 A CN110494573 A CN 110494573A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium
chloride solution
lithium chloride
chloride
sodium
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.)
Pending
Application number
CN201880024414.4A
Other languages
English (en)
Inventor
M·比格拉里
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMS Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
Publication of CN110494573A publication Critical patent/CN110494573A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/26—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/02—Roasting processes
    • C22B1/08—Chloridising roasting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B7/00—Halogens; Halogen acids
    • C01B7/01—Chlorine; Hydrogen chloride
    • C01B7/012—Preparation of hydrogen chloride from the elements
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D15/00—Lithium compounds
    • C01D15/04—Halides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D3/00—Halides of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D3/04—Chlorides
    • C01D3/08—Preparation by working up natural or industrial salt mixtures or siliceous minerals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/18—Carbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B26/00—Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
    • C22B26/10—Obtaining alkali metals
    • C22B26/12—Obtaining lithium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/42—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by ion-exchange extraction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/44—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by chemical processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/14—Alkali metal compounds
    • C25B1/16—Hydroxides
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

对于用于借助于氯碱工艺由含锂的矿石和/或矿物质和/或含锂的土壤(1)制备用于使用在电池和/或储能器中的氢氧化锂(4)、尤其是高纯的氢氧化锂的方法，提出一种解决方案，该解决方案在这种方法中在应用氯碱工艺时提高了高纯的氢氧化锂的获得率。这由此实现：在煅烧和浸析步骤(A)中制成氯化锂溶液(2)，其中，使含锂的矿石和/或矿物质和/或土壤(1)首先在使用一种或多种金属氯化物(5)和/或由金属氯化物(5)构成的混合物的情况下进行焙烧，并且紧接着尤其在使用水的情况下进行浸析，其中，然后在随后的纯化步骤(B)中生成高纯的氯化锂溶液(3)，其中，氯化锂溶液(2)尤其通过从氯化锂溶液(2)中除去阳离子，例如钠、钾、钙、镁和/或铁，来纯化，并且其中，然后在随后的电解步骤(C)中制成氢氧化锂(4)、尤其是高纯的氢氧化锂，其中，高纯的氯化锂溶液(3)经历生成氯气和氢气作为副产物的膜电解。

Description

用于由含锂的矿石制备氢氧化锂的方法
技术领域
本发明涉及一种用于由含锂的矿石和/或矿物质和/或含锂的土壤制备用于使用在电池和/或储能器中的氢氧化锂、尤其高纯的氢氧化锂的方法。
背景技术
近些年来可注意到全球对轻金属锂的需求增加。例如呈氢氧化锂和碳酸锂的形式的锂由于其电化学特性特别用于电池应用，尤其用于可充电的电池和/或储能器，所谓的锂离子电池。它们尤其应用于便携式电气设备，例如移动电话、笔记本电脑等等。同样，在汽车工业中，锂离子电池在电动车辆和混合动力车辆中作为内燃机的替代或补充变得越来越重要。因此，对于未来，可以预期对氢氧化锂和高纯的碳酸锂的需求将进一步增加。
目前，锂主要借助于吸收方法、蒸发方法、析出方法和/或离子交换方法从例如从盐湖中获得的盐卤或盐水中获得。然而，这些来源不足以满足未来对锂的累积需求。在MESHRAM等人2014年10月在Hydrometallurgy杂志第150卷第192-208页发表的文章“Extraction of lithium from primary and secondary sources by pre-treatment,leaching and Separation”中公开了各种天然锂源和获取它们的方法。因此，虽然从矿石和矿物质、例如伟晶石、锂辉石和透锂长石或粘土、例如蒙脱石中获取锂比从盐卤或盐水中的获取更麻烦，但同样可通过各种方法实现，例如硫酸盐法或碱溶法。通常，借助于添加硫酸盐或硫酸从含锂的矿石中获取氢氧化锂，并且制成作为中间产物的碳酸锂。首先焙烧或煅烧含锂的矿石，由此得到可浸析的锂矿物质β型锂辉石。接着用硫酸浸析β型锂辉石，以获得硫酸锂水溶液。然后通过添加石灰浆和碳酸钠从溶液中逐步除去镁、铁和钙。通过为溶液进一步添加碳酸钠，可使在溶液中含有的高达98％的锂作为碳酸锂析出。在进一步的工艺步骤中，使获得的碳酸锂转变成氢氧化锂。
最新的发展旨在借助于氯碱工艺直接制成氢氧化锂，而没有预先制成碳酸锂。因此，例如由US2011/0044882已知一种用于由氯化锂溶液制备氢氧化锂的方法。可从盐水或矿石中获得的含锂的溶液首先进行浓缩，并且接着进行各种纯化步骤，例如pH值调整，以析出二价或三价离子或进行离子交换，以降低钙和镁的总浓度。将经浓缩和纯化的氯化锂溶液输送给电解部，其中，锂离子可穿过半透膜，从而获得具有作为副产物的氯气和氢气的氢氧化锂溶液。在电解装置的阳极获得氯气，并且在阴极获得氢氧化锂以及氢气。在高纯的氢氧化锂溶液中的钙和镁的总份额小于150ppb(每十亿份中的份数)。
为了制备氯化锂溶液，在AU2013201833B2中提出，通过用盐酸浸析β型锂辉石来提取出在矿石中含有的锂。在随后的纯化步骤中，对获得的溶液进行纯化和浓缩，以便将溶液紧接着输送给电解部。形成的氯化锂溶液的锂获得率在根据NOGUEIRA等人于2014年在Proc.Inter.Con.Min.Mater.And Metal.Eng.上发表的文章“Comparison of Processesfor Lithium Recovery from Lepidolite by H2SO4Digestion or HCl Leaching”的制备线中小于84％。还在YAN等人于2012年在Trans.Nonferrous Met.Soc.China上第22卷第1753页发表的文章“Extraction of lithium from lepidolite using chlorinationroasting-water leaching process”中已知一种用于制备氯化锂溶液的替代的方法。根据所说明的方法，锂云母首先被粉碎，并且被置于由氯化钠和氯化钙构成的混合物中，以进行氯化。在产生的氯化锂溶液中含有矿石的92％的锂份额。
已知的现有技术的缺点是高的成本和含锂的矿石和/或矿物质和/或土壤中的锂或氢氧化锂的产额相对低。尤其在碳酸锂从硫酸锂溶液中析出时消耗大量的碳酸钠。然而，碳酸钠在市场上具有急剧波动的价格变化，因此用于通过作为中间产物的碳酸锂制备氢氧化锂的方法会增加成本风险。在AU2013201833B2中通过以下方式绕开了生成中间产物碳酸锂，即，借助于氯碱工艺从氯化锂溶液中获得氢氧化锂。氯化锂溶液通过利用盐酸浸析β型锂辉石来获得。同样，在该方法途径中，通过用盐酸来浸析使得锂的产额相对很低。更高的锂获得率可通过更长的工艺时间和提高工艺温度来实现，然而这导致方法途径的更低的经济性。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种解决方案，该解决方案能够在用于由含锂的矿石和/或矿物质和/或含锂的土壤制备氢氧化锂的方法中提高在应用氯碱工艺时的高纯的氢氧化锂的获得率。
根据本发明，该目的通过根据权利要求1的方法来实现。对于根据本发明的用于由含锂的矿石和/或矿物质和/或含锂的土壤制备使用在电池和/或储能器中的氢氧化锂、尤其高纯的氢氧化锂的方法，在煅烧和浸析步骤中制成氯化锂溶液，其中，含锂的矿石和/或矿物质和/或土壤首先在使用一种或多种金属氯化物和/或由金属氯化物构成的混合物的情况下进行焙烧，并且紧接着尤其在使用水的情况下进行浸析。然后在随后的纯化步骤中生成高纯的氯化锂溶液，其中，之前制成的尚含有杂质的氯化锂溶液尤其通过从氯化锂溶液中除去阳离子(例如钠和/或钾和/或钙和/或镁和/或铁)来进行纯化。然后在随后的尤其最终的电解步骤中制成氢氧化锂，其中，高纯的氯化锂溶液经历生成氯气和氢气作为副产物的膜电解。
因此，相对于已知的现有技术，根据本发明提出，在明显减少使用化学物质的情况下，尤其在明显减少或甚至没有使用碳酸钠的情况下和/或在没有使用酸洗、尤其盐酸或硫酸的情况下，由矿石和/或矿物质和/或土壤直接制成氢氧化锂，而没有制成作为中间产物的碳酸锂。为此，在煅烧和浸析步骤中首先使含锂的矿石和/或矿物质和/或含锂的土壤在使用金属氯化物的情况下、优选地在使用由金属氯化物构成的混合物的情况下进行焙烧。通过用金属氯化物代替用盐酸或其他的氯化物来焙烧，改善了在制成的氯化锂溶液中含有的锂相对于矿石和/或矿物质和/或土壤的锂含量的获得率和/或产额。为了浸析氯化锂，还考虑稍后的电解步骤，优选地使用水。
在纯化步骤中，从制成的仍含有杂质的氯化锂溶液中获得高纯的氯化锂溶液。这尤其意味着在溶液中的锂相对于其他的离子的份额提高。尤其从氯化锂溶液中除去阳离子，例如钠和/或钾和/或钙和/或镁和/或铁。考虑到随后执行的电解步骤，在其中除了应获得的锂之外，还使不期望的阳离子沉积在阴极上，这同样是有利的。
因此，本发明通过以下方式组合了由现有技术已知的用于制备氢氧化锂的两种方法的优点，即，将用于获得作为中间产物的碳酸锂的制备方法的各方法步骤引用到氯碱制备途径中，和/或代替氯碱制备途径的各步骤和/或与氯碱制备途径的各步骤相匹配。
在有利的设计方案中，根据本发明的方法的特征在于，在煅烧和浸析步骤中使用的一种或多种金属氯化物或由金属氯化物构成的混合物至少具有氯化钠和/或氯化钾和/或氯化锂和/或氯化镁和/或氯化钙。优选地，为了焙烧，使用由氯化钠和氯化钙构成的混合物，因为该混合物的熔融温度明显低于其他金属氯化物的熔融温度。由于在更低的温度下获得的熔融物的流动性提高，氯化物更容易朝含锂的矿石和/或矿物质和/或含锂的土壤的表面渗入，由此改善锂的提取。相比于硫酸盐法，在其中焙烧含锂的矿石和/或矿物质和/或含锂的土壤，尤其锂云母，并且借助于硫酸分解获得的β型锂辉石，用盐、尤其用金属氯化物的焙烧具有提高的锂产额和改善的特性。在氯化锂溶液中含有的多余的盐通常用碱灰、即碳酸钠除去。溶液的浸析有利地用水进行，使得紧接着可从生成的氯化锂溶液中借助于氯碱工艺获得氢氧化锂和HCl。
适宜地，在电解步骤之前，将在氯化锂溶液含有的且影响电解的阳离子、尤其铁和/或钙和/或镁降低到非常低的浓度。因此，在有利的改进方案中，本发明规定，氯化锂溶液在纯化步骤中通过调节氯化锂溶液的pH值、尤其调节到大于8的pH值来进行纯化，其中，pH值优选地通过添加含有尤其氢氧化物和/或碳酸盐的碱液和/或碱性溶液来提高。通过提高pH值，尤其提高到大于8的pH值，可使不期望的离子(例如铝、铁、镁和锰)作为相应的氢氧化物从氯化锂溶液析出，并且紧接着将它们分离出来。另一可行方案例如提供在氯化锂溶液中含有的铁的氧化方案，其中，为氯化锂溶液添加适合于使铁氧化的化学物质。适宜地，在纯化步骤中，可从氯化锂溶液中通过添加碱金属碳酸盐、尤其碳酸锂和/或碳酸钠将钙除去。因此，在另一设计方案中，本发明规定，在纯化步骤中，氯化锂溶液通过添加碱金属碳酸盐、尤其碳酸锂和/或碳酸钠来纯化，其中，尤其将钙从氯化锂溶液中除去。出现的碳酸钙可从氯化锂溶液中分离出来，而添加的锂在电解步骤中予以回收。
此外，制备的氯化锂溶液还可进行离子交换，尤其阳离子交换，以进一步减少在氯化锂溶液中含有的阳离子。因此，本发明规定，在纯化步骤中，氯化锂溶液进行离子交换，尤其阳离子交换，以进一步减少在氯化锂溶液中含有的阳离子。
同样适宜的是，氯化锂溶液在纯化步骤中通过分级结晶进行的可选的纯化，其中，将锂和/或钠和/或钾彼此分离，并且钠和/或钾作为氯化钠或氯化钾析出，本发明在改进方案中规定了这种情况。
此外，还可通过溶剂提取对氯化锂溶液进行纯化。在此，使应获得的锂与其他的碱金属盐、尤其氯化钠分离。因此，本发明的特征还在于，在纯化步骤中使氯化锂溶液通过溶剂提取纯化，其中，使锂与其他的碱金属盐、尤其氯化钠分离。
特别适宜的是，将在纯化步骤期间尤其通过分级结晶或溶剂提取获得的氯化钠用于焙烧含锂的矿石和/或矿物质和/或土壤，并且将其输送给煅烧和浸析步骤。因此，在本发明的设计方案中还规定，将在纯化步骤中获得的、在煅烧和浸析步骤中的氯化钠用于焙烧含锂的矿石和/或矿物质和/或含锂的土壤。
以这种方式可进一步降低根据本发明的方法对氯化钠的需求。
作为前述纯化方案的替代或选择，在根据本发明的制备方法的纯化步骤中也可使用由现有技术已知的用于纯化氯化锂溶液的其他可行方案。
为了提高根据本发明的方法的经济性，最后在本发明的改进方案中还规定，使在电解步骤中产生的氯气与同样在电解步骤中产生的氢气尤其借助于HCl生成器重新组合成盐酸。由此生成的盐酸可作为氢氧化锂制备方法的副产物。
附图说明
下面借助附图示例性地进一步阐述本发明。
在附图中示出了根据本发明的用于由含锂的矿石和/或矿物质和/或含锂的土壤制备氢氧化锂的示例性的方法的方法流程图。
具体实施方式
在附图中示出了根据本发明的用于由含锂的矿石和/或矿物质和/或含锂的土壤(1)制备氢氧化锂的示例性的方法的方法流程图。根据该实施例，含锂的矿物质或土壤(1)锂辉石(LiAl[Si2O6])用作制备氢氧化锂(4)的初级产品，获得氢氧化锂作为根据本发明的制备方法的最终产品，以进一步用于电池应用，尤其用于可再充电的锂离子电池。尤其可借助于根据本发明的制备方法获得高纯的氢氧化锂，其干扰性的杂质阳离子、例如钙和镁的总含量低于150ppb(每十亿份中的份数)。锂辉石存在于含锂的矿石(1)、尤其锂云母中。制备用于根据本发明继续处理的含锂的矿石和/或矿物质(1)通常可通过粉碎和研磨岩石块来进行。下面示出了根据本发明的用于由含锂的矿物质(1)锂辉石制备氢氧化锂(4)的实施例的总反应式：
2LiAlSi2O6+2H2O+CaCl2→2LiOH+CaAl2Si4O12
在煅烧和浸析步骤(A)中，使含锂的矿物质(1)锂辉石首先在880℃的温度下在添加由金属氯化物(5)构成的混合物的情况下焙烧30分钟。在该实施例中存在由氯化钠和氯化钙构成的混合物，因为具有锂云母的混合物的熔点基于相应的混合物成分而低于具有其他金属氯化物的混合物的熔点，并且由此有利于锂的提取。接着用水在90℃的温度下进行浸析。相比于用酸、例如盐酸或硫酸的浸析，使用水更安全、更便宜，并且有利于稍后进行的氯碱工艺。
在该实施例中，锂的收获率、即提取的份额相比于在最初产品中总地含有的锂的量至少为92％。在尚未纯化的氯化锂溶液(2)中的多余的盐的份额约为31％。分离多余的盐可通过添加碱金属碳酸盐来进行，适宜地添加碳酸钠，或者替代地添加碳酸锂。氯化钙通过添加碳酸钠的分离反应呈现如下方式：
CaCl2+Na2CO3→CaCO3+2NaCl
在纯化步骤(B)中对氯化锂溶液(2)进一步进行处理或纯化，以便获得高纯的氯化锂溶液(3)。高纯的氯化锂溶液(3)的特征尤其在于非常低的含量的干扰性的杂质阳离子，例如钠、钾、镁、钙和铁。尤其镁和钙的总份额相对于总离子量低于150ppb(每十亿份中的份数)。如之前说明的那样，除去杂质阳离子和其他的纯化可由此实现：将pH值调节到pH值>8的氯化锂溶液(2)、添加化学物质来氧化铁、通过分级结晶来分离、通过溶剂提取和/或离子交换来分离。如果借助于分级结晶和/或溶剂提取来执行在锂和钠之间或在锂和其他的碱金属盐之间的分离，在此可将分出的氯化钠和/或可能的氯化钙用于在煅烧和浸析步骤(A)中焙烧含锂的矿物质(1)锂辉石。以这种方式可将在纯化步骤(B)中产生的废料输送给煅烧和浸析步骤(A)，以便减少对用于根据本发明的制备方法所需的物质、尤其氯化钠和/或可能氯化钙的需求。
使借助于纯化步骤(B)获得的高纯的氯化锂溶液(3)进行电解步骤(C)，以获得氢氧化锂(4)。在电解步骤(C)中，借助于具有半透膜的膜电解装置执行氯碱工艺。电解装置的阳极和阴极通过半透膜彼此分开。通过施加电压使在高纯的氯化锂溶液(3)中含有的离子彼此分离，其中，作为电解的主产物的氢氧化锂(4)和作为副产物的氢气在阴极处获得，并且作为副产物的氯气在阳极处获得。因为已经在纯化步骤(B)中将干扰性的杂质阳离子从氯化锂溶液(2)中除去，以获得高纯的氯化锂溶液(3)，所以可同样高纯地、即，几乎没有干扰性的阳离子地提取出收集在阴极处的氢氧化锂(4)。
获得的副产物氢气和氯气可借助于HCl生成器(6)重新组合成盐酸。通过制成易于出售的副产物、例如盐酸可进一步提升根据本发明的方法的经济性。
获得的尤其高纯的氢氧化锂适合于使用在电池应用中，尤其使用在可充电的锂离子电池，或者适合于进一步处理，例如处理成碳酸锂、尤其高纯的碳酸锂。
附图标记列表
1 含锂的矿石和/或矿物质和/或土壤
2 氯化锂溶液
3 高纯的氯化锂溶液
4 氢氧化锂
5 金属氯化物
6 HCl生成器
A 煅烧和浸析步骤
B 纯化步骤
C 电解步骤

Claims (10)

1.一种用于借助于氯碱工艺由含锂的矿石和/或矿物质和/或含锂的土壤(1)制备氢氧化锂(4)、尤其是高纯的氢氧化锂的方法，该氢氧化锂使用在电池和/或储能器中，其中，
-在煅烧和浸析步骤(A)中制成氯化锂溶液(2)，其中，使含锂的矿石和/或矿物质和/或土壤(1)首先在使用一种或多种金属氯化物(5)的情况下和/或由金属氯化物(5)构成的混合物的情况下进行焙烧，并且紧接着尤其在使用水的情况下进行浸析，
-其中，然后在随后的纯化步骤(B)中生成高纯的氯化锂溶液(3)，其中，尤其通过从所述氯化锂溶液(2)中除去阳离子、例如钠、钾、钙、镁和/或铁来纯化所述氯化锂溶液(2)，并且
-其中，然后在随后的电解步骤(C)中制成氢氧化锂(4)，尤其是高纯的氢氧化锂，其中，使所述高纯的氯化锂溶液(3)经历生成氯气和氢气作为副产物的膜电解。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用于所述煅烧和浸析步骤(A)中的一种或多种金属氯化物(5)或由金属氯化物(5)构成的混合物至少具有氯化钠和/或氯化钾和/或氯化锂和/或氯化镁和/或氯化钙。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使所述氯化锂溶液(2)在所述纯化步骤(B)中通过调节pH值、尤其通过调节到大于8的pH值来进行纯化，其中，优选地通过添加含有氢氧化物和/或碳酸盐的碱液和/或碱性溶液来提高所述pH值。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述纯化步骤(B)中，使在所述氯化锂溶液(2)中含有的铁氧化，其中，为所述氯化锂溶液(2)添加适合于使铁氧化的化学物质。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述纯化步骤(B)中，通过添加碱金属碳酸盐、尤其是碳酸锂和/或碳酸钠使所述氯化锂溶液(2)纯化，其中，尤其将钙从所述氯化锂溶液(2)中除去。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述纯化步骤(B)中，使所述氯化锂溶液(2)进行离子交换、尤其是阳离子交换，以进一步减少在所述氯化锂溶液(2)中含有的阳离子。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述纯化步骤中，通过分级结晶纯化所述氯化锂溶液(2)，其中，使锂和钠和/或钾彼此分离，并且使钠和/或钾作为氯化钠或氯化钾析出。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述纯化步骤(B)中，通过溶剂提取纯化所述氯化锂溶液(2)，其中，使锂与其他的碱金属盐、尤其是氯化钠分离。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，将在所述纯化步骤(B)中获得的、在所述煅烧和浸析步骤(A)中的氯化钠用于焙烧含锂的矿石和/或矿物质和/或含锂的土壤(1)。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使在所述电解步骤(C)中生成的氯气(5)与在所述电解步骤(C)中生成的氢气尤其借助于HCl生成器(6)重新组合成盐酸。
CN201880024414.4A 2017-02-28 2018-02-05 用于由含锂的矿石制备氢氧化锂的方法 Pending CN110494573A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017203265 2017-02-28
DE102017203265.0 2017-02-28
DE102017221288.8 2017-11-28
DE102017221288.8A DE102017221288A1 (de) 2017-02-28 2017-11-28 Verfahren zur Herstellung von Lithiumhydroxid aus lithiumhaltigem Erz
PCT/EP2018/052759 WO2018158041A1 (de) 2017-02-28 2018-02-05 Verfahren zur herstellung von lithiumhydroxid aus lithiumhaltigem erz

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110494573A true CN110494573A (zh) 2019-11-22

Family

ID=63112612

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880024414.4A Pending CN110494573A (zh) 2017-02-28 2018-02-05 用于由含锂的矿石制备氢氧化锂的方法

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP3589763B1 (zh)
CN (1) CN110494573A (zh)
AU (1) AU2018227891B2 (zh)
CA (1) CA3054748C (zh)
DE (1) DE102017221288A1 (zh)
WO (1) WO2018158041A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114804955A (zh) * 2022-05-04 2022-07-29 田美生态农业科技(连云港)有限公司 一种可溶性缓释型土壤改良调理多元素肥料及其制作工艺
CN114959254A (zh) * 2022-04-24 2022-08-30 山东大学 一种钴酸锂中钴和锂的分离回收方法
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
CN116154348A (zh) * 2023-04-25 2023-05-23 赣州市力道新能源有限公司 一种报废锂电池极片制备磷酸铁锂正极材料的方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110029354B (zh) * 2019-05-08 2020-10-13 蓝星(北京)化工机械有限公司 利用氯化锂直接电解制备电池级氢氧化锂的方法
RU2713360C2 (ru) * 2019-09-25 2020-02-04 Общество с ограниченной ответственностью "Экостар-Наутех" Способ получения моногидрата гидроксида лития из рассолов
CA3199884A1 (en) * 2020-12-01 2022-06-09 Tinoush DINN Methods for regenerating li and ni from a solution
US20240347801A1 (en) * 2021-07-23 2024-10-17 Basf Se Process for recycling lithium ion battery materials
WO2023235624A1 (en) * 2022-06-03 2023-12-07 Schlumberger Technology Corporation Lithium recovery from clays
GB2623593A (en) * 2022-10-21 2024-04-24 Res By British Lithium Limited Impurity removal and leaching of lithium material

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102016123A (zh) * 2008-04-22 2011-04-13 凯米涛弗特公司 制备高纯度氢氧化锂和盐酸的方法
CN104271781A (zh) * 2012-08-13 2015-01-07 瑞德工业矿物有限公司 含锂材料的处理工艺
CN105803188A (zh) * 2016-05-30 2016-07-27 江西旭锂矿业有限公司 一种氯化焙烧处理锂云母优先分离钾铷铯的方法
CN105907943A (zh) * 2015-12-15 2016-08-31 葛新芳 锂矿石氯化剂无机碱焙烧有机溶剂溶出法提取锂工艺

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102016123A (zh) * 2008-04-22 2011-04-13 凯米涛弗特公司 制备高纯度氢氧化锂和盐酸的方法
CN104271781A (zh) * 2012-08-13 2015-01-07 瑞德工业矿物有限公司 含锂材料的处理工艺
CN105907943A (zh) * 2015-12-15 2016-08-31 葛新芳 锂矿石氯化剂无机碱焙烧有机溶剂溶出法提取锂工艺
CN105803188A (zh) * 2016-05-30 2016-07-27 江西旭锂矿业有限公司 一种氯化焙烧处理锂云母优先分离钾铷铯的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LUCÍA I: "Extraction of lithium from b-spodumene using chlorination roasting", 《THERMOCHIMICA ACTA》 *
YAN QUN-XUAN: "Extraction of lithium from lepidolite using", 《TRANSACTION OF NONFERROUS METALS SOCIETY OF CHINA》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114959254A (zh) * 2022-04-24 2022-08-30 山东大学 一种钴酸锂中钴和锂的分离回收方法
CN114804955A (zh) * 2022-05-04 2022-07-29 田美生态农业科技(连云港)有限公司 一种可溶性缓释型土壤改良调理多元素肥料及其制作工艺
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
CN116154348A (zh) * 2023-04-25 2023-05-23 赣州市力道新能源有限公司 一种报废锂电池极片制备磷酸铁锂正极材料的方法
CN116154348B (zh) * 2023-04-25 2023-07-11 赣州市力道新能源有限公司 一种报废锂电池极片制备磷酸铁锂正极材料的方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017221288A1 (de) 2018-08-30
CA3054748A1 (en) 2018-09-07
WO2018158041A1 (de) 2018-09-07
AU2018227891A1 (en) 2019-10-03
EP3589763A1 (de) 2020-01-08
CA3054748C (en) 2022-10-04
EP3589763B1 (de) 2020-10-14
AU2018227891B2 (en) 2020-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110494573A (zh) 用于由含锂的矿石制备氢氧化锂的方法
CN104261449B (zh) 利用富含钙和镁的溶液矿化co2制取高纯碳酸盐的方法
CN106661664B (zh) 生产纯镁金属和各种副产物的湿法冶金方法
US20060171869A1 (en) Method of extracting lithium
CN104271781A (zh) 含锂材料的处理工艺
CN110494574A (zh) 借助氯化和氯碱工艺由含锂的矿石制备氢氧化锂的方法
CN101885496B (zh) 锂云母氟化学提锂工艺
CN110240182A (zh) 富锂铝电解质的资源化处理方法
CN103924258B (zh) 利用盐湖卤水电解制备氢氧化锂的方法
WO2014078908A1 (en) Process for recovering lithium from a brine with reagent regeneration and low cost process for purifying lithium
JP5370777B2 (ja) 銅硫化物からの銅の回収方法
KR101997983B1 (ko) 리튬이차전지 폐 양극재를 재생하여 칼슘 농도가 낮은 니켈-코발트-망간 복합 황산염 용액을 제조하는 방법
CN114457237B (zh) 一种从铝电解质酸性浸出液中回收锂的方法
CN102628105B (zh) 一种综合回收利用精铝生产过程中含钡废渣的方法
CN102586628A (zh) 以氟钛酸钠为中间原料生产海绵钛并同步产出钠冰晶石的循环制备方法
CN102424987A (zh) 稀土镁合金的制备方法
CN109721090A (zh) 一种降低冰晶石分子比的方法
CN103374662B (zh) 一种综合回收利用精铝生产过程中含钡废渣的设备
CN102321803B (zh) 从用于还原二氧化锰的废糖蜜中去除氯离子的方法
CN104760986A (zh) 一种高纯三氧化二钪的精制提纯方法
CN202626267U (zh) 一种综合回收利用精铝生产过程中含钡废渣的设备
CN108862367B (zh) 一种利用电解锌酸法浸出渣生产纳米锌酸钙的方法
KR20180026864A (ko) 염화 리튬의 제조 방법 및 탄산 리튬의 제조 방법
CN118600239A (zh) 一种黏土锂矿综合利用的方法
KR20150050629A (ko) 망간합금철 전기로 부산물부터 고순도 황산망간일수화물의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 고순도 황산망간일수화물

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191122

RJ01 Rejection of invention patent application after publication