CN110642273A - 碳酸锂颗粒及由含锂卤水制备碳酸锂颗粒的方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种碳酸锂颗粒及由含锂卤水制备碳酸锂颗粒的方法。该碳酸锂颗粒具有多面体形貌，所述碳酸锂颗粒的特征峰的半峰宽2θ为0.1°～0.3°，该碳酸锂颗结晶性好、稳定性高，能够满足锂离子电池正极材料用锂盐的要求。本公开的由含锂卤水制备碳酸锂颗粒的方法基于膜分离技术，无需使用具有污染性的碱试剂，绿色环保，而且制备的碳酸锂颗粒纯度高，粒度均匀且可控，D50可实现从500nm至180μm之间的调控，可满足不同应用领域尤其是锂离子电池领域的使用需求。

Description

碳酸锂颗粒及由含锂卤水制备碳酸锂颗粒的方法

技术领域

本公开涉及膜分离技术领域，具体地，涉及一种碳酸锂颗粒及由含锂卤水制备碳酸锂颗粒的方法。

背景技术

碳酸锂是一种重要的工业原料，被广泛应用于航空航天、军工、化工、陶瓷、锂电池等领域。不同的应用领域对于产品碳酸锂的要求也不一样，碳酸锂的主要评估指标包含但不限于纯度、磁性元素含量、粒度、半峰宽等。近年来，新能源产业飞速的发展带动了动力锂离子电池产能的急剧扩大。锂离子电池正极材料是动力锂电池不可或缺的组成部分，因而碳酸锂作为合成锂离子电池正极材料的主要原材料，其需求量也大大增加。对于锂离子电池正极用锂盐，对其纯度和磁性元素含量要求极为严格，同时考虑到易混合性，对其粒度也有很高的要求。其次，碳酸锂还可作为电解液添加剂，用于改善电池的安全性能和循环性能，作为电解液添加剂，对碳酸锂的纯度、稳定性(半峰宽)和粒度均有严格的要求。因此，可适用于不同应用领域的具有粒度可控、窄半峰宽以及高纯度的碳酸锂亟待开发。

目前我国锂盐产品的制备大多源自于锂矿石，然而我国矿石锂资源储量非常有限，已难以满足日益增长的市场需求。我国盐湖卤水中蕴含丰富的锂资源，具有极大的开采价值，因而盐湖卤水提锂的热度越来越高。目前盐湖提锂采用的方法主要分为以下几类：一，萃取法，其工艺为，选用合适的萃取剂与卤水混合发生萃取，之后经水洗、反相萃取(酸洗)以及深度除镁工段后得到含锂卤水，最后加入沉淀剂制备得到碳酸锂；二，化学沉淀法，分别利用碱试剂(石灰，芒硝与草酸)与卤水发生沉淀反应分级多次去除镁和钙离子，最后加入纯碱制备得到碳酸锂；三，吸附法，采用锂吸附剂对盐湖卤水进行吸脱附，之后脱附液经树脂除钙镁、反渗透浓缩得到含锂精制卤水，最后加入纯碱制备得到碳酸锂。

上述方法均存在诸多不足，萃取法中萃取剂选择难度大，大多数萃取剂容易发生溶解不稳定，选择性差，且循环再生周期短，操作复杂；由于盐湖卤水中镁浓度很高，采用化学沉淀法需要耗费大量的碱试剂，容易造成环境污染，且生产成本高；吸附法提锂中，采用树脂直接对脱附液进行除钙镁离子，树脂消耗量很大，且大大缩短了树脂的再生周期，增大生产成本的同时也不利于产能的扩大。

此外，由于盐湖卤水成分复杂，具有种类繁多的杂质元素，且大多具有高镁锂比特性，因而采用上述传统的盐湖提锂工艺制备的碳酸锂纯度不高，同时由于没有很好的控制沉锂前段原液中氯化锂浓度，导致制备的碳酸锂粒度大小不可控，且分布不均匀，晶体特征峰半峰宽较大，难以满足不同领域的需求。

发明内容

本公开的目的是解决现有盐湖卤水提锂技术需使用大量化学碱试剂，且难以获得粒度可控且均匀的具有特定形貌特征的高纯碳酸锂的缺陷，提供一种碳酸锂颗粒及由含锂卤水制备碳酸锂颗粒的方法，该方法不需使用具有污染性的碱试剂，而且制备的碳酸锂粒度可控且均匀，稳定性高，纯度高。

本公开第一方面提供一种碳酸锂颗粒，该碳酸锂颗粒具有多面体形貌，所述碳酸锂颗粒的特征峰的半峰宽2θ为0.1°～0.3°。

可选地，所述碳酸锂颗粒的平均粒径为500nm～180μm；所述碳酸锂颗粒的粒度分布满足(D90-D10)/D50＝0.16～4.2。

可选地，所述碳酸锂颗粒纯度为99.50％～99.99％。

可选地，所述碳酸锂颗粒为N面体，其中N为4～20的整数。

本公开第二方面提供一种由含锂卤水制备碳酸锂颗粒的方法，该方法包括如下步骤：S1，将含锂卤水进行电渗析脱多价离子处理，得到电渗析脱多价离子浓液；S2，将所述电渗析脱多价离子浓液进行纳滤脱多价离子处理，得到纳滤脱多价离子淡液；S3，将所述纳滤脱多价离子淡液进行反渗透浓缩处理，得到反渗透浓缩液；S4，将所述反渗透浓缩液进行电渗析浓缩处理，得到电渗析浓缩液；S5，将所述电渗析浓缩液进行离子交换处理，得到高锂卤水；S6，使所述高锂卤水与纯碱进行化学沉锂，得到碳酸锂颗粒。

可选地，该方法包括：在进行步骤S1之前对含锂卤水进行粗滤的步骤。

可选地，所述电渗析脱多价离子处理的方法包括：以所述含锂卤水或所述粗滤液为淡液，洁净液为浓液，在恒电压条件下采用一/二价离子分离膜进行电渗析；所述洁净液为水、LiCl水溶液、KCl水溶液和NaCl水溶液中的至少一种；所述电渗析脱多价离子处理的条件包括：单对膜电压为0.1～3V；运行温度为5～40℃，所述淡液和所述浓液的初始体积比为(0.5～100)：1。

可选地，采用纳滤膜进行所述纳滤脱多价离子处理，所述纳滤膜的孔径为1～2nm；所述多级纳滤为连续过程或非连续过程；所述纳滤脱多价离子处理的条件包括：操作压力为0.5～4.0MPa，运行温度为10～40℃，浓缩倍数为1～20倍。

可选地，采用反渗透膜进行所述反渗透浓缩处理，所述反渗透膜为无孔致密膜；所述反渗透浓缩处理的条件包括：操作压力为2.0～4.0MPa，运行温度为10～40℃，所述反渗透浓缩液中锂的质量浓度为1.0～2.5％。

可选地，所述电渗析浓缩处理的方法包括：以所述反渗透浓缩液为淡液和浓液，在恒电压条件下采用电渗析膜进行电渗析；所述电渗析膜为合金膜、均相膜和一二价离子分离膜中的至少一种；所述电渗析浓缩处理的条件包括：单对膜电压为0.1～3V；运行温度为5～40℃，所述淡液和所述浓液的初始体积比为(0.5～100)：1。

可选地，所述化学沉锂的方法包括：将纯碱水溶液加入到经步骤S5的所述离子交换处理后的所述高锂卤水中，经洗涤、干燥后得到所述碳酸锂颗粒；所述化学沉锂的温度为50～150℃，所述纯碱水溶液的浓度为0.4～3mol/L，所述纯碱溶液的加入速度为1～50mL/min。

可选地，所述高锂卤水中氯化锂的质量浓度为4％～20％，所述碳酸锂颗粒的平均粒径为500nm～180μm。

本公开第三方面提供本公开第二方面所述的方法制备得到的碳酸锂颗粒。

通过上述技术方案，本公开的碳酸锂颗粒具有明确的多面体形貌，纯度高，且粒度分布均匀、晶体特征峰狭窄，稳定性高，能够满足锂离子电池正极材料用锂盐的要求。本公开的由含锂卤水制备碳酸锂颗粒的方法基于膜分离技术，无需使用具有污染性的碱试剂，绿色环保，而且制备的碳酸锂颗粒粒度均匀且可控，D50可实现从500nm至180μm之间的调控；该碳酸锂颗粒呈现多面体形貌特征，纯度高，晶体特征峰狭窄，稳定性高，可满足不同应用领域尤其是锂离子电池领域的使用需求。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开的实施例5的碳酸锂颗粒的扫描电镜照片，放大倍数为5000倍；

图2是本公开的实施例5的碳酸锂颗粒的扫描电镜照片，放大倍数为3000倍；

图3是本公开的实施例6的碳酸锂颗粒的扫描电镜照片，放大倍数为20000倍；

图4是本公开的实施例6的碳酸锂颗粒的扫描电镜照片，放大倍数为10000倍；

图5是本公开的实施例5的碳酸锂颗粒的XRD谱图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

本公开第一方面提供一种碳酸锂颗粒，该碳酸锂颗粒具有多面体形貌，碳酸锂颗粒的特征峰的半峰宽2θ为0.1°～0.3°。本文所述多面体是指四个或四个以上多边形所围成的立体。

本公开的碳酸锂颗粒具有明确的多面体形貌，纯度高，且粒度分布均匀、晶体特征峰狭窄、稳定性高，能够满足锂离子电池正极材料用锂盐的要求。

根据本公开，碳酸锂颗粒的特征峰是指碳酸锂颗粒的XRD谱图上的特征峰，利用XRD测试碳酸锂颗粒的特征峰的方法为本领域技术人员所熟知的，本公开不做特殊要求，测试得到的碳酸锂颗粒的XRD谱图的特征峰可以包括(-110)面的衍射峰、(-202)面的衍射峰和(002)面的衍射峰，优选地(-110)面的衍射峰的半峰宽2θ₁为0.19°～0.23°，(-202)面的衍射峰的衍射峰的半峰宽2θ₂为0.20°～0.27°，(002)面的衍射峰的半峰宽2θ₃为0.21°～0.3°。本公开中，XRD测试可以在德国Bruker D8advance-X射线衍射仪上进行。

根据本公开，碳酸锂颗粒的平均粒径可以在较大范围内变化，优选地，碳酸锂颗粒的平均粒径可以为500nm～180μm，进一步优选为500nm～50μm，以更有效地满足锂离子电池领域的使用要求。。

根据本公开，碳酸锂颗粒的粒度分布优选满足(D90-D10)/D50＝0.16～4.2，进一步优选为0.16～3.0，由此碳酸锂颗粒的粒度分布更加均匀，更能满足碳酸锂颗粒应用于锂离子电池正极材料的要求。其中粒度分布的含义及测试方法为本领域技术人员所熟知的，其中D90为碳酸锂颗粒的累计粒度分布百分数达到90％时所对应的粒径，D10为碳酸锂颗粒的累计粒度分布百分数达到10％时所对应的粒径，D50为碳酸锂颗粒的累计粒度分布百分数达到50％时所对应的粒径。在本公开中，D10、D50和D90可以通过马尔文激光粒度仪(型号MS3000)测得。其中，D50可以表示碳酸锂颗粒的平均粒径。

根据本公开，碳酸锂颗粒具有多面体形貌是指通过SEM扫描得到的照片中观察到碳酸锂颗粒形成为多面体形，其中本领域技术人员可以理解的是，由于结晶成型过程中条件控制的无法避免的限制因素导致碳酸锂颗粒中存在缺陷，这也属于本公开的保护范围，由此碳酸锂颗粒的晶型完整，结晶性好且稳定性高。优选地，碳酸锂颗粒为N面体，其中N可以为4～20的整数，即N可以为4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20。

根据本公开，碳酸锂颗粒的纯度可以通过ICP-OES-等离子体原子发射光谱仪测试，得到碳酸锂样品的纯度均在99.5％以上，优选为99.50％～99.99％。

本公开第二方面提供一种由含锂卤水制备碳酸锂颗粒的方法，该方法包括如下步骤：S1，将含锂卤水进行电渗析脱多价离子处理，得到电渗析脱多价离子浓液；S2，将电渗析脱多价离子浓液进行纳滤脱多价离子处理，得到纳滤脱多价离子淡液；S3，将纳滤脱多价离子淡液进行反渗透浓缩处理，得到反渗透浓缩液；S4，将反渗透浓缩液进行电渗析浓缩处理，得到电渗析浓缩液；S5，将电渗析浓缩液进行离子交换处理，得到高锂卤水；S6，使高锂卤水与纯碱进行化学沉锂，得到碳酸锂颗粒。

本公开的由含锂卤水制备碳酸锂颗粒的方法基于膜分离技术，无需使用具有污染性的碱试剂，绿色环保，而且制备的碳酸锂颗粒粒度均匀且可控，D50可实现从500nm至180μm之间的调控；该碳酸锂颗粒呈现多面体形貌特征，纯度高，晶体特征峰狭窄，稳定性高，可满足不同应用领域尤其是锂离子电池领域的使用需求。

根据本公开，含锂卤水可以为盐湖卤水，具体地，可以为盐湖老卤、除钾老卤和摊晒老卤中的一种，其中，含锂卤水中的锂离子的质量浓度可以为50～8000ppm，镁离子的质量浓度可以为6％～10％，钙离子的质量浓度可以为10～500ppm。其中，当含锂卤水中镁离子的质量浓度大于7％时，优选加入适量的纯水对含锂卤水进行适当稀释处理，因为当镁离子浓度过高时，溶液中的氯化镁在电渗析膜表面容易结晶析出，从而导致膜阻增大，甚至刺穿电渗析膜，此外，还会降低电渗析的电流效率以及增加能耗，不利于成本的降低，优选地Mg离子浓度为1％-5％。

根据本公开，可以在进行步骤S1的电渗析脱多价离子处理之前首先对含锂卤水，尤其是盐湖卤水，进行粗滤处理，以除去其中的固体悬浮物、有机物以及颗粒状物质，防止其进入电渗析设备，导致电渗析膜出现堵塞或者破裂。具体地，可以将含锂卤水进行粗滤得到粗滤液，然后采用粗滤液进行步骤S1的电渗析脱多价离子处理。粗滤可以为过滤、砂滤和超滤中的一种，或者为他们中的两种或三种的组合。进一步优选地，粗滤可以选用砂滤和超滤组合方式，采用砂滤和超滤组合方式处理盐湖卤水，得到的超滤产水浊度可降低至0.5NTU以下。超滤运行方式可以为恒压运行或者是恒通量运行，两种运行方式的产水水质无明显差异，因此，本公开对超滤的运行方式不作限定，两种方式均可。其中，恒压运行时，施加压力可以为0.01～2MPa,，外界施加压力的大小对产水水质无明显影响，影响的是产水流量，随着压力的增加，产水流量越大，但需注意的是，压力越大，对膜的污染越严重，导致膜清洗周期缩短。为了进一步综合平衡处理量和水质，恒压运行时优选的压力可以为0.1～1.5MPa；恒通量运行的运行通量可以为30～600L/(m²h)，优选为100～400L/(m²h)。超滤的运行温度可以为5～40℃，优选为20～30℃。

根据本公开，电渗析脱多价离子处理可以初步去除含锂卤水中的二价及多价离子，进行电渗析脱多价离子处理的方法可以包括：以含锂卤水或粗滤液为淡液，洁净液为浓液，在恒电压条件下采用一/二价离子分离膜进行电渗析；洁净液包括但不限于水、LiCl水溶液、KCl水溶液和NaCl水溶液中的至少一种，为了避免非必要离子的引入，此处优选的洁净液为纯水或LiCl水溶液。

其中，一/二价离子分离膜具有分离Li离子和包含Mg离子在内的二价离子的特殊功能，其原理为溶液中的离子，如锂离子和镁离子，在电场力作用下，发生从淡液向浓液的迁移过程，而由于一/二价离子分离膜优先使锂离子通过，对二价离子(如镁离子和钙离子)产生截留，故可实现分离提取锂离子的功能。电渗析脱多价离子处理的条件可以在较大范围内变化，优选条件可以包括：单对膜电压可以为0.1～3V，优选为0.2～2.5V；运行温度可以为5～40℃，优选为20～30℃，淡液和浓液的初始体积比可以为(0.5～100)：1，优选为(1～50)：1，以进一步提高一/二价离子的分离效率。

进一步地，为了提高含锂卤水中多价离子的去除效率，优选的实施方式中，本公开的方法还可以包括使用二级或者多级电渗析，二级或者多级电渗析的具体操作方式可以包括：将一级电渗析初分离得到一级电渗析浓液作为二级电渗析的淡液，洁净液作为浓液，在恒电压模式下进行二级电渗析。如果需要进行三级或多级电渗析，则依次类推，将二级电渗析浓液作为三级电渗析淡液，洁净液作为浓液。各级电渗析中恒电压运行的方法和操作条件均与一级电渗析相同，此处不做赘述。在这种优选的实施方式中，进行二级或者多级电渗析可以进一步降低含锂卤水中包含Mg离子在内的二价及多价或者弱电解质离子的浓度，为后续纳滤过程减轻负荷，同时有利于提高纳滤过程的产水率。

根据本公开，进行纳滤脱多价离子处理可以进一步除去电渗析脱多价离子浓液中的多价离子，其方法可以为本领域常规的，即采用步骤S1所得的电渗析脱多价离子浓液作为纳滤原液进行纳滤处理，优选地，可以采用纳滤膜进行纳滤脱多价离子处理，以进一步除去电渗析脱多价离子浓液中包含镁离子在内的包括二价的多价离子；纳滤膜可以为本领域常规种类，优选为聚酰胺类纳滤膜、聚醚砜类纳滤膜、芳香聚酰胺类复合膜以及混合型复合纳滤膜中的至少一种，以通过包含孔径筛分效应以及道南效应的分离原理进行包括二价的多价离子的去除；纳滤膜的孔径可以介于超滤膜和反渗透膜之间，优选为1～2nm，因此可通过孔径筛分效应去除孔径在2nm以上的离子、分子以及胶体物质；进一步地，纳滤膜可以为荷电型膜，在碱性介质中荷负电，酸性介质中荷正电。优选地，纳滤膜在使用过程中荷负电，以进一步提高对二价及多价阳离子和二价及多价阴离子的截留率，从而将镁离子与锂离子充分分离。

纳滤过程可以是一级纳滤，二级纳滤或者是多级纳滤，进一步地，为了提高纳滤过程对包含镁离子在内的二价以及多价阳离子的去除率，降低杂质离子的浓度，可以采用二级纳滤或者是多级纳滤。应当注意的是，除关注包含镁离子在内的二价以及多价阳离子杂质的去除率外，锂提取率也非常关键，一般而言，纳滤级数越大，杂质离子去除率越大，而锂提取率降低。为了获得杂质离子去除率和锂离子提取率的平衡性能，优选地，本公开的方法采用纳滤的级数可以为二级或者三级；两级或者三级纳滤可以为连续过程，也可以是非连续过程，优选为非连续过程。

根据本公开，纳滤过程的可浓缩倍数与纳滤原液紧密相关，纳滤原液中二价及多价离子浓度越高，浓缩倍数越低；浓度越低，可浓缩倍数越高。其中浓缩倍数是指纳滤原液与纳滤浓水的体积比；本公开的方法中，纳滤过程对纳滤原液的浓缩倍数可以为1～20倍。浓缩倍数越高，淡水脱盐率越低，即，锂提取率升高，镁截留率下降，因此，可根据实际需要灵活调节，在此不作限定。

根据本公开，纳滤过程可以是恒压运行，也可以是恒通量运行，所不同的是恒压运行时，产水流量是变量，且逐渐降低；而恒通量运行时，操作压力是变量，且逐渐升高。但无论哪种运行方式，对纳滤过程可浓缩的倍数无影响。

根据本公开，纳滤脱多价离子处理的条件可以为本领域常规的，例如可以在外界压力下进行纳滤脱多价离子处理，在本公开优选的实施方式中，纳滤脱多价离子处理的条件可以包括：操作压力可以为0.5～4.0MPa，优选为2.0～4.0MPa，运行温度可以为10～40℃，优选为20～30℃，浓缩倍数可以为1～20倍，优选为4～12倍；在上述优选条件下，可以进一步提高多价离子的脱除率，得到充分净化的纳滤脱多价离子淡液。

根据本公开，进行反渗透浓缩处理能够提高浓缩液中的锂离子浓度，进行反渗透浓缩处理的方法可以为本领域常规的，例如可以采用反渗透膜进行反渗透浓缩处理，以在外界压力作用下使水分子发生从高浓度溶液向低浓度溶液反向扩散过程，反渗透膜可以为无孔致密膜，以截留大部分离子，从而实现离子浓缩的功能。进一步地，反渗透膜可以为醋酸纤维素膜，以进一步提高膜的性能稳定性和耐污染性。

根据本公开，反渗透浓缩处理的条件可以常规的，例如操作压力可根据所需浓缩的倍数灵活调节，一般而言，操作压力越大，浓缩倍数越高，锂浓度越大，优选地，操作压力可以为2.0～4.0Mpa，进一步优选为2.5～3.84MPa；运行温度可以为10～40℃，优选为20～30℃，优选温度下，离子透过率适宜，半径较小的离子不会因温度过高而透过率增加；在上述优选的条件下反渗透浓缩液中氯化锂的质量浓度可以为1.0～2.5％。进一步地，为了充分利用水资源，反渗透浓缩处理过程中产生的淡水可以回用作为步骤S1中电渗析脱多价离子处理中的稀释液，用于稀释含锂卤水，反渗透浓缩处理过程产生的浓水可以进入下一工序继续浓缩。

根据本公开，进行电渗析浓缩处理可以进一步提高浓缩液中的锂离子浓度，得到高浓度的含锂溶液，电渗析浓缩的方法可以包括：以反渗透浓缩液为淡液和浓液，在恒电压条件下采用电渗析膜进行电渗析；电渗析膜优选为合金膜、均相膜和一/二价离子分离膜中的至少一种。

其中，电渗析浓缩处理的条件可以为本领域常规的，为了提高浓缩效率，优选地，电渗析浓缩处理的条件可以包括：单对膜电压可以为0.1～3V，进一步优选为0.2～2.5V；运行温度可以为5～40℃，优选为20～30℃。电渗析浓缩处理中，调节淡液和浓液的加入体积比可以调节浓液中LiCl的浓缩倍数，本公开对淡液和浓液的加入体积比不做特殊要求，进一步地，为了提高反渗透浓缩处理效率，淡液和浓液的初始体积比可以为(0.5～100)：1，更优选为(1-50)：1。

根据本公开，为了进一步提高反渗透浓水中锂离子的浓缩浓度，电渗析浓缩处理可以包括两级或者是多级恒电压电渗析。随着电渗析级数的增加，理论上LiCl的最终可浓缩浓度越大。两级或者多级电渗析的具体操作可包括将一级电渗析浓水作为下一级电渗析浓液和淡液，多级电渗析依次类推，并通过调控淡液和浓液之间的体积比实现LiCl的浓度至实验所需。恒电压运行电渗析的条件和可以与一级电渗析相同，此处不做赘述。

根据本公开，离子交换处理可以进一步除去电渗析浓缩液中的杂质，优选地，可以采用阳离子型离子交换树脂进行离子交换处理，进一步地优选为螯合型树脂，以充分去除杂质，得到纯度更高的高锂卤水。

根据本公开进行化学沉锂可以从高锂卤水中沉淀得到碳酸锂颗粒，进行化学沉锂的方法可以为本领域常规的，优选地，化学沉锂的方法可以包括：将纯碱加入到高锂卤水中，化学沉锂的温度可以为50～150℃，优选为60～120℃；纯碱可以以粉末状或水溶液的形式加入到高锂卤水中，为了进一步提高碳酸锂颗粒的粒度均匀性，优选地纯碱以水溶液的形式加入到高锂卤水中，进一步地，纯碱溶液的浓度优选为0.4～3mol/L，向高锂卤水中加入纯碱溶液的速度可以为1～50mL/min，优选为1～20mL/min，以控制适宜的碳酸锂晶体生长速度和粒度分布。进一步地，化学沉锂后，可以经洗涤和干燥处理得到碳酸锂颗粒。

根据本公开，在一种优选的实施方式中，化学沉锂的方法还可以包括：加入表面活性剂，表面活性剂优选为水溶性阴离子型表面活性剂和/或有机胺，从而有利于降低碳酸锂的尺寸，增强颗粒的分散性以及提高粒度的均匀性。优选地，水溶性阴离子型表面活性剂可以选自烷基磺酸钠、烷基芳基磺酸钠、烷基硫酸钠、仲烷基硫酸钠中的至少一种，有机胺可以选自醇胺、酰胺、芳香胺和脂肪胺中的至少一种；上述表面活性剂可以以固体粉末或溶液的形式加入，进一步地，表面活性剂的加入量可以为高锂卤水总质量的0.001～1％。

采用本公开的上述方法得到的高锂卤水中氯化锂的质量浓度可以为4％～20％，并且通过上述方法中各步骤操作条件的变化，可以调节高锂卤水中锂的浓度，例如通过调节电渗析浓缩处理中浓水和淡水的体积比或者电渗析浓缩处理的级数等。本公开的发明人经过研究发现，通过调节高锂卤水中锂的浓度能够对制得的碳酸锂颗粒的粒度进行调控，在高锂卤水中氯化锂的浓度4％～20％的范围内，可调节碳酸锂颗粒的平均粒径在500nm～180μm之间，具体地，较高的锂浓度对应碳酸锂颗粒的平均粒径较小，较低的锂浓度对应碳酸锂颗粒的平均粒径较大；从而实现了实现对碳酸锂颗粒粒度的调控。

本公开第三方面提供本公开第二方面的方法制备得到的碳酸锂颗粒。该碳酸锂颗粒具有多面体形貌，利用XRD测得该碳酸锂颗粒的特征峰的半峰宽2θ为0.1°～0.3°，碳酸锂颗粒的平均粒径可以为500nm～180μm，粒度分布可以满足(D90-D10)/D50为0.16～4.2，纯度在99.5％以上。

下面通过实施例进一步说明本公开，但是本公开并不因此而受到任何限制。

实施例1

取200L盐湖卤水，经砂滤和超滤处理后得到的超滤产水经稀释一倍体积后作为电渗析淡液，自配Li⁺浓度为300ppm的LiCl溶液作为电渗析浓液，质量分数为2％的硫酸锂溶液作为极水，在单对膜电压为1.0V，水温为20～30℃的条件下进行单级电渗析，所用的电渗析膜为一/二价离子分离膜，产生的电渗析浓液作为下一段纳滤工序的原液，通过纳滤膜进行一级纳滤处理，以去除包含镁离子在内的二价及多价离子，施加的操作压力为3.5MPa，运行温度通过换热器控制在25℃，产生的纳滤淡水直接进入反渗透设备，通过反渗透膜对纳滤淡水进行浓缩，实现锂浓度的提高，施加的操作压力为3.5MPa，运行温度通过换热器控制在25℃，产生的反渗透淡水作为超滤产水的稀释液回用，产生的浓水作为电渗析淡液和浓液，在淡液/浓液体积比为5的条件下，进行单级恒压电渗析，对反渗透浓水进一步进行锂浓缩，电渗析采用的膜为一/二价离子分离膜，单对膜电压为1.0V，运行温度通过换热器控制在25℃，产生的电渗析淡水作为反渗透原液回用，产生的浓水经树脂进一步除杂后得到本实施例的高锂卤水，其中氯化锂的质量浓度为4.2％，向该高锂卤水中加入精制纯碱溶液，在温度为120℃条件下进行化学沉锂反应，经两次洗涤、干燥得到碳酸锂颗粒P1。对碳酸锂颗粒P1进行SEM(德国蔡司生产的扫描电子显微镜GE-Mini300)测试，碳酸锂P1的SEM图可以看出，采用本实施例制备的碳酸锂P1呈现出多面体形貌特征，从碳酸锂P1的XRD图可以看出，采用本实施例制备的碳酸锂P1与碳酸锂标准卡片对应完好，峰形狭窄且尖锐，三个特征峰半峰宽角度均低于0.22°，由此可见碳酸锂P1的纯度高且结晶性优异，稳定性高。从ICP测试可以看到，采用本实施例制备的碳酸锂P1纯度为99.50％。从马尔文激光粒度测试结果可以看出，采用本实施例制备的碳酸锂P1粒度较大，但粒度分布较为均匀。

实施例2

取200L盐湖卤水，经砂滤和超滤处理后得到的超滤产水经稀释一倍体积后作为一级电渗析淡液，自配Li⁺浓度为300ppm的LiCl溶液作为电渗析浓液，质量分数为2％的硫酸锂溶液作为极水，在单对膜电压为1.0V，水温为20～30℃的条件下首先进行一级电渗析，之后以一级电渗析浓液作为二级电渗析淡液，进行二级电渗析，操作条件与一级电渗析相同，所用的电渗析膜均为一/二价离子分离膜，产生的二级电渗析浓液作为纳滤工序的原液，进行一级纳滤处理，以去除包含镁离子在内的二价及多价离子，施加的操作压力为3.5MPa，运行温度通过换热器控制在25℃。相比于实施例1，本实施例纳滤过程的浓缩倍数更高，锂提取率增大。由纳滤工段产生的纳滤淡水直接进入反渗透设备，通过反渗透膜对纳滤淡水进行浓缩，实现锂浓度的提高，施加的操作压力为3.5MPa，运行温度通过换热器控制在25℃，产生的反渗透淡水作为超滤产水的稀释液回用，产生的浓水作为电渗析淡液和浓液，在淡液/浓液体积比为10的条件下，进行单级恒压电渗析，对反渗透浓水进一步进行锂浓缩，电渗析采用的膜为一/二价离子分离膜，单对膜电压为1.0V，运行温度通过换热器控制在25℃，产生的电渗析淡水作为反渗透原液回用，产水的浓水经树脂进一步除杂得到本实施例的高锂卤水，其中氯化锂的质量浓度为6.5％，向该高锂卤水中加入精制纯碱溶液，在温度为120℃条件下进行化学沉锂，经两次洗涤、干燥得到碳酸锂颗粒P2。对碳酸锂颗粒P2进行SEM测试，碳酸锂P2的SEM图可以看出，采用本实施例制备的碳酸锂P2呈现出多面体形貌特征，从碳酸锂P2的XRD图可以看出，采用本实施例制备的碳酸锂P2与碳酸锂标准卡片对应完好，峰形狭窄且尖锐，三个特征峰半峰宽角度均低于0.23°，由此可见碳酸锂P2的纯度高且结晶性优异，稳定性高。从ICP测试可以看到，采用本实施例制备的碳酸锂P2纯度为99.53％。从马尔文激光粒度测试结果可以看出，采用本实施例制备的碳酸锂P2粒度较P1的较小，且粒度分布较为均匀。

实施例3

取200L盐湖卤水，经砂滤和超滤处理后得到的超滤产水经稀释一倍体积后作为电渗析淡液，自配Li⁺浓度为300ppm的LiCl溶液作为电渗析浓液，质量分数为2％的硫酸锂溶液作为极水，在单对膜电压为1.0V，水温为20～30℃的条件下进行单级电渗析，所用的电渗析膜为一/二价离子分离膜，产生的电渗析浓液作为纳滤工序的原液，进行两级纳滤处理，以去除包含镁离子在内的二价及多价离子，其中，一级纳滤的操作压力为3.5MPa，二级纳滤的操作压力为0.8MPa，运行温度通过换热器均控制在25℃，相比于实施例1和2，采用二级纳滤可实现对包含Mg、Ca离子在内的二价及多价离子的去除率，产生的二级纳滤淡水直接进入反渗透设备，通过反渗透膜对纳滤淡水进行浓缩，实现锂浓度的提高，施加的操作压力为3.5MPa，运行温度通过换热器控制在25℃。相比于实施例2，本实施例反渗透工段的浓缩倍数显著增大，产生的反渗透淡水作为超滤产水的稀释液回用，而产生的浓水作为电渗析淡液和浓液，在淡液/浓液体积比为20的条件下，进行单级恒压电渗析，对反渗透浓水进一步进行锂浓缩，电渗析采用的膜为一/二价离子分离膜，单对膜电压为1.0V，运行温度通过换热器控制在25℃，产生的电渗析淡水作为反渗透原液回用，产生的浓水经树脂进一步除杂得到本实施例的高锂卤水，其中氯化锂的质量浓度为7.6％，向该高锂卤水中加入精制纯碱溶液，在温度为120℃条件下进行化学沉锂反应，经两次洗涤、干燥得到碳酸锂颗粒P3。从碳酸锂P3的SEM图可以看出，采用本实施例制备的碳酸锂P3呈现出多面体形貌特征，从碳酸锂P3的XRD图可以看出，采用本实施例制备的碳酸锂P3与碳酸锂标准卡片对应完好，峰形狭窄且尖锐，三个特征峰半峰宽角度均低于0.25°，由此可见碳酸锂P3的纯度很高且结晶性较好，稳定性高。从ICP测试可以看到，采用本实施例制备的碳酸锂P3纯度为99.52％。从马尔文激光粒度仪测试结果可以看出，采用本实施例制备的碳酸锂P3粒度较P2较小，且粒度分布较为均匀。

实施例4

取200L盐湖卤水，经砂滤和超滤处理后得到的超滤产水经稀释一倍体积后作为电渗析淡液，自配Li⁺浓度为300ppm的LiCl溶液作为电渗析浓液，质量分数为2％的硫酸锂溶液作为极水，在单对膜电压为1.0V，水温为20～30℃的条件下进行单级电渗析，所用的电渗析膜为一/二价离子分离膜，产生的电渗析浓液作为纳滤工序的原液，进行三级纳滤处理，以去除包含镁离子在内的二价及多价离子，相比于两级纳滤而言，三级纳滤的杂质离子去除率更高，其中，一级纳滤的操作压力为3.5MPa，二级纳滤的操作压力为0.8MPa，三级纳滤的操作压力为0.6MPa，运行温度通过换热器均控制在25℃，产生的三级纳滤淡水直接进入反渗透设备，通过反渗透膜对纳滤淡水进行浓缩，实现锂浓度的提高，施加的操作压力为3.5MPa，运行温度通过换热器控制在25℃。相比于实施例3，本实施例中反渗透工段锂浓缩倍数仍有所提高，产生的反渗透淡水作为超滤产水的稀释液回用，产生的浓水作为电渗析淡液和浓液，在淡液/浓液体积比为30的条件下，进行单级恒压电渗析，对反渗透浓水进一步进行锂浓缩，电渗析采用的膜为一/二价离子分离膜，单对膜电压为1.0V，运行温度通过换热器控制在25℃，产生的电渗析淡水作为反渗透原液回用，产生的浓水经树脂进一步除杂得到本实施例的高锂卤水，其中氯化锂的质量浓度为8.7％，向该高锂卤水中加入精制纯碱溶液，在温度为120℃条件下进行化学沉锂，经两次洗涤、干燥得到碳酸锂颗粒P4。从碳酸锂P4的SEM图可以看出，采用本实施例制备的碳酸锂P4呈现出多面体形貌特征，从碳酸锂P4的XRD图可以看出，采用本实施例制备的碳酸锂P4与碳酸锂标准卡片对应完好，峰形狭窄且尖锐，三个特征峰半峰宽角度均低于0.26°，由此可见碳酸锂P4的纯度很高且结晶性优异，稳定性高。从ICP测试可以看到，采用本实施例制备的碳酸锂P4纯度为99.58％。从马尔文激光粒度仪测试结果可以看出，采用本实施例制备的碳酸锂P4粒度大小中等，且粒度分布较为均匀。

实施例5

取200L盐湖卤水，经砂滤和超滤处理后得到的超滤产水经稀释一倍体积后作为一级电渗析淡液，自配Li⁺浓度为300ppm的LiCl溶液作为电渗析浓液，质量分数为2％的硫酸锂溶液作为极水，在单对膜电压为1.0V，水温为20～30℃的条件下首先进行一级电渗析，之后以一级电渗析浓液作为二级电渗析淡液，进行二级电渗析，操作条件与一级电渗析相同，所用的电渗析膜均为一/二价离子分离膜，相比于单级电渗析，两级电渗析对Mg、Ca和B等主要杂质离子的去除率更高，产生的二级电渗析浓液作为纳滤工序的原液，进行两级纳滤处理，以去除包含镁离子在内的二价及多价离子，其中，一级纳滤的操作压力为3.5MPa，二级纳滤的操作压力为0.8MPa，运行温度通过换热器均控制在25℃。相比于实施例4，本实施例中纳滤过程的浓缩倍数更高，锂提取率增大。由纳滤工段产生的纳滤淡水直接进入反渗透设备，通过反渗透膜对纳滤淡水进行浓缩，实现锂浓度的提高，施加的操作压力为3.5MPa，运行温度通过换热器控制在25℃，相比于实施例1和2，本实施例反渗透工段的锂浓缩倍数更高，产生的反渗透淡水作为超滤产水的稀释液回用，产水的浓水作为电渗析淡液和浓液，在淡液/浓液体积比为30的条件下，进行单级恒压电渗析，对反渗透浓水进一步进行锂浓缩，电渗析采用的膜为一/二价离子分离膜，单对膜电压为1.0V，运行温度通过换热器控制在25℃，产生的电渗析淡水作为反渗透原液回用，产生的浓水经树脂进一步除杂得到本实施例的高锂卤水，其中氯化锂的质量浓度为9.9％，向该高锂卤水中加入精制纯碱溶液，在温度为120℃条件下进行化学沉锂，经两次洗涤、干燥得到碳酸锂颗粒P5。从碳酸锂P5的SEM图(图1-图2)可以看出，采用本实施例制备的碳酸锂P5呈现出多面体形貌特征，从碳酸锂P5的XRD图(图5)可以看出，采用本实施例制备的碳酸锂P5与碳酸锂标准卡片对应完好，峰形狭窄且尖锐，三个特征峰半峰宽角度均低于0.26°，由此可见碳酸锂P5的纯度高且结晶性优异，稳定性高。从ICP测试可以看到，采用本实施例制备的碳酸锂P5纯度为99.65％。从马尔文激光粒度测试结果可以看出，采用本实施例制备的碳酸锂P5粒度大小中等，且粒度分布较为均匀。

实施例6

取200L盐湖卤水，经砂滤和超滤处理后得到的超滤产水经稀释一倍体积后作为一级电渗析淡液，自配Li⁺浓度为300ppm的LiCl溶液作为电渗析浓液，质量分数为2％的硫酸锂溶液作为极水，在单对膜电压为1.0V，水温为20～30℃的条件下首先进行一级电渗析，之后以一级电渗析浓液作为二级电渗析淡液，进行二级电渗析，操作条件与一级电渗析相同，所用的电渗析膜均为一/二价离子分离膜，产生的二级电渗析浓液作为纳滤工序的原液，进行两级纳滤处理，以去除包含镁离子在内的二价及多价离子，其中，一级纳滤的操作压力为3.5MPa，二级纳滤的操作压力为0.8MPa，运行温度通过换热器均控制在25℃。由纳滤工段产生的纳滤淡水直接进入反渗透设备，通过反渗透膜对纳滤淡水进行浓缩，实现锂浓度的提高，施加的操作压力为3.5MPa，运行温度通过换热器控制在25℃，产生的反渗透淡水作为超滤产水的稀释液回用，产水的浓水分别作为电渗析淡液和浓液，在淡液/浓液体积比为40的条件下，进行单级恒压电渗析，对反渗透浓水进一步进行锂浓缩，电渗析采用的膜为一/二价离子分离膜，单对膜电压为1.0V，运行温度通过换热器控制在25℃，产生的电渗析淡水作为反渗透原液回用，产水的浓水经树脂进一步除杂得到本实施例的高锂卤水，其中氯化锂的质量浓度为11.1％，向该高锂卤水中加入精制纯碱溶液，在温度为120℃条件下进行化学沉锂，经两次洗涤、干燥得到碳酸锂颗粒P6。从碳酸锂P6的SEM图(图3-图4)可以看出，采用本实施例制备的碳酸锂P6呈现出多面体形貌特征，从碳酸锂P6的XRD图可以看出，采用本实施例制备的碳酸锂P6与碳酸锂标准卡片对应完好，峰形狭窄且尖锐，三个特征峰半峰宽角度均低于0.28°，由此可见碳酸锂P6的纯度很高且结晶性较好，稳定性高。从ICP测试可以看到，采用本实施例制备的碳酸锂P6纯度为99.61％。从马尔文激光粒度测试结果可以看出，采用本实施例制备的碳酸锂P6粒度较小，且粒度分布较为均匀。

实施例7

取200L盐湖卤水，经砂滤和超滤处理后得到的超滤产水经稀释一倍体积后作为电渗析淡液，自配Li⁺浓度为300ppm的LiCl溶液作为电渗析浓液，质量分数为2％的硫酸锂溶液作为极水，在单对膜电压为1.0V，水温为20～30℃的条件下进行单级电渗析，所用的电渗析膜为一/二价离子分离膜，产生的电渗析浓液作为纳滤工序的原液，进行三级纳滤处理，以去除包含镁离子在内的二价及多价离子，其中，一级纳滤的操作压力为3.5MPa，二级纳滤的操作压力为0.8MPa，三级纳滤的操作压力为0.6MPa，运行温度通过换热器均控制在25℃，产生的三级纳滤淡水直接进入反渗透设备，通过反渗透膜对纳滤淡水进行浓缩，实现锂浓度的提高，施加的操作压力为3.5MPa，运行温度通过换热器控制在25℃，产生的反渗透淡水作为超滤产水的稀释液回用，产生的浓水作为电渗析淡液和浓液，首先进行一级电渗析，之后以一级电渗析浓液作为二级电渗析淡液，进行二级电渗析，操作条件与一级电渗析相同，各级电渗析淡液/浓液体积比分别为10，对反渗透浓水进一步进行锂浓缩，电渗析采用的膜为一/二价离子分离膜，单对膜电压为1.0V，运行温度通过换热器控制在25℃，相比于实施例4，本实施例中的两级电渗析可进一步增加锂离子浓度的浓缩倍数，进而提高锂浓度，产生的电渗析淡水作为反渗透原液回用，产生的浓水经树脂进一步除杂得到本实施例的高锂卤水，其中氯化锂的质量浓度为13.5％，向该高锂卤水中加入精制纯碱溶液，在温度为120℃条件下进行化学沉锂反应，经两次洗涤、干燥得到碳酸锂颗粒P7。从碳酸锂P7的SEM图可以看出，采用本实施例制备的碳酸锂P7呈现出多面体形貌特征，从碳酸锂P7的XRD图可以看出，采用本实施例制备的碳酸锂P7与碳酸锂标准卡片对应完好，峰形狭窄且尖锐，三个特征峰半峰宽角度均低于0.29°，由此可见碳酸锂P7的纯度很高且结晶性优良，稳定性高。从ICP测试可以看到，采用本实施例制备的碳酸锂P7纯度为99.57％。从马尔文激光粒度仪测试结果可以看出，采用本实施例制备的碳酸锂P7粒度大小最低可至几百纳米级，且粒度分布较为均匀。

实施例8

与实施例7相比，步骤四的电渗析膜改为采用均相膜，具体操作如下：

取200L盐湖卤水，经砂滤和超滤处理后得到的超滤产水经稀释一倍体积后作为电渗析淡液，自配Li⁺浓度为300ppm的LiCl溶液作为电渗析浓液，质量分数为2％的硫酸锂溶液作为极水，在单对膜电压为1.0V，水温为20～30℃的条件下进行单级电渗析，所用的电渗析膜为一/二价离子分离膜，产生的电渗析浓液作为纳滤工序的原液，进行三级纳滤处理，以去除包含镁离子在内的二价及多价离子，其中，一级纳滤的操作压力为3.5MPa，二级纳滤的操作压力为0.8MPa，三级纳滤的操作压力为0.6MPa，运行温度通过换热器均控制在25℃，产生的三级纳滤淡水直接进入反渗透设备，通过反渗透膜对纳滤淡水进行浓缩，实现锂浓度的提高，施加的操作压力为3.5MPa，运行温度通过换热器控制在25℃，产生的反渗透淡水作为超滤产水的稀释液回用，产生的浓水作为电渗析淡液和浓液，首先进行一级电渗析，之后以一级电渗析浓液作为二级电渗析淡液，进行二级电渗析，操作条件与一级电渗析相同，对反渗透浓水进一步进行锂浓缩，电渗析采用的膜为均相膜，单对膜电压为1.2V，运行温度通过换热器控制在25℃，产生的电渗析淡水作为反渗透原液回用，产水的浓水经树脂进一步除杂得到本实施例的高锂卤水，其中氯化锂的质量浓度为15.1％，向该高锂卤水中加入精制纯碱溶液，在温度为120℃条件下进行化学沉锂，经两次洗涤、干燥得到碳酸锂颗粒P8。从碳酸锂P8的SEM图可以看出，采用本实施例制备的碳酸锂P8呈现出多面体形貌特征，从碳酸锂P8的XRD图可以看出，采用本实施例制备的碳酸锂P8与碳酸锂标准卡片对应完好，峰形狭窄且尖锐，三个特征峰半峰宽角度均低于0.29°，由此可见碳酸锂P8的纯度很高且结晶性良好，稳定性高。从ICP测试可以看到，采用本实施例制备的碳酸锂P8纯度为99.52％。从马尔文激光粒度仪测试结果可以看出，采用本实施例制备的碳酸锂P8粒度大小最低可至几百纳米级，且粒度分布较为均匀。

实施例9

与实施例8相比，步骤四的电渗析膜改为采用合金膜，具体操作如下：

取200L盐湖卤水，经砂滤和超滤处理后得到的超滤产水经稀释一倍体积后作为电渗析淡液，自配Li⁺浓度为300ppm的LiCl溶液作为电渗析浓液，质量分数为2％的硫酸锂溶液作为极水，在单对膜电压为1.0V，水温为20～30℃的条件下进行单级电渗析，所用的电渗析膜为一/二价离子分离膜，产生的电渗析浓液作为纳滤工序的原液，进行三级纳滤处理，以去除包含镁离子在内的二价及多价离子，其中，一级纳滤的操作压力为3.5MPa，二级纳滤的操作压力为0.8MPa，三级纳滤的操作压力为0.6MPa，运行温度通过换热器均控制在25℃，产生的三级纳滤淡水直接进入反渗透设备，通过反渗透膜对纳滤淡水进行浓缩，实现锂浓度的提高，施加的操作压力为3.5MPa，运行温度通过换热器控制在25℃，产生的反渗透淡水作为超滤产水的稀释液回用，产生的浓水作为电渗析淡液和浓液，首先进行一级电渗析，之后以一级电渗析浓液作为二级电渗析淡液，进行二级电渗析，操作条件与一级电渗析相同，对反渗透浓水进一步进行锂浓缩，电渗析采用的膜为均相膜，单对膜电压为1.2V，运行温度通过换热器控制在25℃，产生的电渗析淡水作为反渗透原液回用，产水的浓水经树脂进一步除杂得到本实施例的高锂卤水，其中氯化锂的质量浓度为19.6％，向该高锂卤水中加入精制纯碱溶液，在温度为120℃条件下进行化学沉锂，经两次洗涤、干燥得到碳酸锂颗粒P9。从碳酸锂P9的SEM图可以看出，采用本实施例制备的碳酸锂P9呈现出多面体形貌特征，从碳酸锂P9的XRD图可以看出，采用本实施例制备的碳酸锂P9与碳酸锂标准卡片对应完好，峰形狭窄且尖锐，三个特征峰半峰宽角度均低于0.30°，由此可见碳酸锂P9的纯度很高且结晶性优异，稳定性高。从ICP测试可以看到，采用本实施例制备的碳酸锂P9纯度为99.56％。从马尔文激光粒度仪测试结果可以看出，采用本实施例制备的碳酸锂P9粒度大小最低可至几百纳米级，且粒度分布较为均匀。

对比例1

采用实施例5的原料，所不同的是，采用化学碱性试剂对盐湖卤水进行除杂，首先向卤水中加入石灰水用于去除镁离子，其次依次加入芒硝和草酸用于去除钙离子，最后加入纯碱水溶液进行化学沉锂，得到碳酸锂P10。从碳酸锂P10的SEM图可以看到，产品碳酸锂无明显形貌特征，从碳酸锂P10的XRD图可以看出，采用本对比例制备的碳酸锂P10出现了杂峰，表明纯度较低，特征峰半峰宽较大，从ICP测试可以看到，采用本对比例制备的碳酸锂P1纯度为96.3％。从马尔文激光粒度仪测试结果可以看出，采用本对比例制备的碳酸锂P10粒度分布不均匀，(D90-D10)/D50的值远高于实施例1～9的碳酸锂颗粒。

对比例2

采用实施例5的方法和原料，所不同的是，不包括S1中的电渗析脱多价离子过程，代替的是加入15倍体积的纯水对盐湖卤水进行稀释，，得到碳酸锂颗粒P11。从碳酸锂P11的SEM图可以看到，产品碳酸锂的形貌包含细碎颗粒和带有缺陷型的多面体形，从碳酸锂P10的XRD图可以看出，采用本对比例制备的碳酸锂P11出现了杂峰，表明纯度较低，特征峰半峰宽较大，从ICP测试可以看到，采用本对比例制备的碳酸锂P1纯度为97.5％。从马尔文激光粒度仪测试结果可以看出，采用本对比例制备的碳酸锂P11粒度分布不均匀，(D90-D10)/D50的值远高于实施例1～9的碳酸锂颗粒。

对比例3

采用实施例5的方法和原料，所不同的是，不包括纳滤脱多价离子处理步骤S2，得到碳酸锂颗粒P12。从碳酸锂P12的SEM图可以看到，产品碳酸锂的形貌包含细碎颗粒和带有缺陷型的多面体形，从碳酸锂P10的XRD图可以看出，采用本对比例制备的碳酸锂P12出现了杂峰，表明纯度较低，特征峰半峰宽较大，从ICP测试可以看到，采用本对比例制备的碳酸锂P12纯度为96.1％。从马尔文激光粒度仪测试结果可以看出，采用本对比例制备的碳酸锂P10粒度分布不均匀，(D90-D10)/D50的值远高于实施例1～9的碳酸锂颗粒。

测试实施例1

采用德国Bruker D8 advance-X射线衍射仪对实施例1～9和对比例1～3的碳酸锂颗粒进行XRD测试，测试结果如表1所示；

采用扫描电镜(SEM)和马尔文激光粒度仪(MS3000)对实施例1～9和对比例1～3的碳酸锂颗粒的平均粒径和粒度分布分别进行测试，测试结果如表2所示；

表1

表2

由表1和表2数据可知，采用本公开的方法制备的碳酸锂颗粒特征峰半峰宽2θ窄，说明颗粒纯度高且结晶性良好、稳定性高；碳酸锂颗粒的粒度分布均匀，且平均粒径可在500nm～180μm之间调控。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (13)

1.一种碳酸锂颗粒，其特征在于，该碳酸锂颗粒具有多面体形貌，且所述碳酸锂颗粒的特征峰的半峰宽2θ为0.1°～0.3°。

2.根据权利要求1所述的碳酸锂颗粒，其中，所述碳酸锂颗粒的平均粒径为500nm～180μm；所述碳酸锂颗粒的粒度分布满足(D90-D10)/D50＝0.16～4.2。

3.根据权利要求1所述的碳酸锂颗粒，其中，所述碳酸锂颗粒的纯度为99.50％～99.99％。

4.根据权利要求1所述的碳酸锂颗粒，其中，所述碳酸锂颗粒为N面体，其中N为4～20的整数。

5.一种由含锂卤水制备碳酸锂颗粒的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1，将含锂卤水进行电渗析脱多价离子处理，得到电渗析脱多价离子浓液；

S2，将所述电渗析脱多价离子浓液进行纳滤脱多价离子处理，得到纳滤脱多价离子淡液；

S3，将所述纳滤脱多价离子淡液进行反渗透浓缩处理，得到反渗透浓缩液；

S4，将所述反渗透浓缩液进行电渗析浓缩处理，得到电渗析浓缩液；

S5，将所述电渗析浓缩液进行离子交换处理，得到高锂卤水；

S6，使所述高锂卤水与纯碱进行化学沉锂，得到碳酸锂颗粒。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，该方法包括：在进行步骤S1之前对含锂卤水进行粗滤的步骤。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述电渗析脱多价离子处理的方法包括：以所述含锂卤水或所述粗滤液为淡液，洁净液为浓液，在恒电压条件下采用一/二价离子分离膜进行电渗析；所述洁净液为水、LiCl水溶液、KCl水溶液和NaCl水溶液中的至少一种；所述电渗析脱多价离子处理的条件包括：单对膜电压为0.1～3V；运行温度为5～40℃，所述淡液和所述浓液的初始体积比为(0.5～100)：1。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，采用纳滤膜进行所述纳滤脱多价离子处理，所述纳滤膜的孔径为1～2nm；所述多级纳滤为连续过程或非连续过程；所述纳滤脱多价离子处理的条件包括：操作压力为0.5～4.0MPa，运行温度为10～40℃，浓缩倍数为1～20倍。

9.根据权利要求5所述的方法，其中，采用反渗透膜进行所述反渗透浓缩处理，所述反渗透膜为无孔致密膜；所述反渗透浓缩处理的条件包括：操作压力为2.0～4.0MPa，运行温度为10～40℃，所述反渗透浓缩液中氯化锂的质量浓度为1.0～2.5％。

10.根据权利要求5所述的方法，其中，所述电渗析浓缩处理的方法包括：以所述反渗透浓缩液为淡液和浓液，在恒电压条件下采用电渗析膜进行电渗析；所述电渗析膜为合金膜、均相膜和一二价离子分离膜中的至少一种；所述电渗析浓缩处理的条件包括：单对膜电压为0.1～3V；运行温度为5～40℃，所述淡液和所述浓液的初始体积比为(0.5～100)：1。

11.根据权利要求5所述的方法，其中，所述化学沉锂的方法包括：将纯碱水溶液加入到经步骤S5的所述离子交换处理后的所述高锂卤水中，经洗涤、干燥后得到所述碳酸锂颗粒；所述化学沉锂的温度为50～150℃，所述纯碱水溶液的浓度为0.4～3mol/L，所述纯碱溶液的加入速度为1～50mL/min。

12.根据权利要求5所述的方法，其中，所述高锂卤水中氯化锂的质量浓度为4％～20％，所述碳酸锂颗粒的平均粒径为500nm～180μm。

13.采用权利要求5～12中任意一项所述的方法制备得到的碳酸锂颗粒。

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