CN110734046A - 一种强碱性含锂母液制备磷酸锂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种强碱性含锂母液制备磷酸锂的方法，包括如下步骤：S1、母液预处理：对母液整体杂质进行杂质去除、母液里的钙进行去除，过滤后得滤液B；S2、母液净化：将得到的滤液B加高锰酸钾混合，持续反应直至溶液变为铁红色后，再加入活性炭进行吸附，然后再加入絮凝剂，静置过滤后，得滤液C；再用离子交换树脂吸附钙镁后，得滤液D；S3、磷酸沉锂：滤液D搅拌加热到95℃，在其中加入适量磷酸，确保滤液D的pH值在8以上，反应2.5‑4小时后过滤，得到磷酸锂滤渣；S4、洗涤后干燥：将磷酸锂滤渣浸泡洗涤两次，干燥至质量恒重，即得磷酸锂产品。本发明以磷酸锂一次性回收，锂回收率高，产品纯度高，无污染无危害。

Description

一种强碱性含锂母液制备磷酸锂的方法
技术领域
本发明涉及废旧锂动力电池回收领域，尤其涉及一种强碱性含锂母液制备磷酸锂的方法。
背景技术
锂离子电池是一种高新技术产品，同时也是一种新型高容量长寿命环保电池，由正负极板，固体电解质组成；锂离子电池不含任何汞、镉等有毒元素，是真正的绿色环保电池；由于锂离子动力电池具有上述特性，已成为当今最具有发展前景的二次电池，2018年我国新能源汽车数量已达100万辆，对应可从动力锂电池中回收的金属约有6.4万吨；如果处置不当，一方面可能造成严重的环境污染；另一方面还可能造成废电池中可二次利用的镍、钴、锰、锂等有价金属资源浪费。
因此，在大力发展新能源动力锂电池的同时，对废旧动力锂电池资源化回收利用的技术研究更加不容忽视；对锂电池的回收利用不仅能“变废为宝”，实现资源、环境的可持续发展，还可以促进新能源产业链的创新发展。
锂作为一种战略性金属，锂的回收和重复利用至关重要；其中锂的回收方面，由于各家产品不同，锂的回收产品也多样化，但就目前来说，其他回收方式回收率较低，产品一次性回收后纯度不达标，需要进一步纯化处理，步骤繁多耗费大，且以磷酸锂回收锂的方法研究较少；而磷酸锂是重要的锂产品之一，具有独特的光学性能、催化性能和电化学性能，广泛应用于生产彩色荧光粉、环氧烷烃的异构化反应的催化剂、耐高温材料、锂离子电池正极材料、锂电池电解质添加剂等，也用于生产特种玻璃、陶瓷、气体敏感器、传感器、激光器、有机发光二极管、原子能等。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种强碱性含锂母液制备磷酸锂的方法，提高回收率和产品纯度，并且操作简单、耗费少、无污染无危害。
本发明采用的技术方案如下：一种强碱性含锂母液制备磷酸锂的方法，包括如下步骤：
S1、母液预处理：将母液升温至90℃以上，母液和氢氧化钠溶液按200-220：0.8-1的质量比混合，持续搅拌30-60分钟，对母液整体杂质进行杂质去除，得到去杂后滤液A，然后滤液A和除钙剂按450-500：0.7-1的质量比混合，母液持续加热对钙进行去除，反应60-90分钟，过滤后得滤液B；
S2、母液净化：将步聚S1得到的滤液B和高锰酸钾按180-200：0.8-1的质量比混合，持续反应直至溶液变为铁红色后，再按滤液B：活性炭质量比为：45-50：0.7-1的比例加入活性炭进行搅拌吸附60-90分钟，然后在吸附后的滤液B中，按800-1000：0.8-1的比例加入絮凝剂，静置30-60分钟过滤后，得滤液C；将滤液C用离子交换树脂吸附钙镁后，得滤液D；
S3、磷酸沉锂：将步骤S2得到的滤液D测定其中锂含量，计算磷酸的理论用量，滤液D搅拌加热到95℃，在其中加入1.5-2倍磷酸的理论用量，用氢氧化钠溶液调节反应液pH 在8以上，反应2.5-4小时后过滤，得到磷酸锂滤渣；
S4、洗涤后干燥：将磷酸锂滤渣浸泡洗涤两次，洗涤时长为45-90分钟，洗涤后的磷酸锂滤渣干燥至质量恒重，即得磷酸锂产品。
进一步地，所述母液是用氢氧化钠沉完镍、钴、锰后的锂液。
进一步地，所述氢氧化钠溶液的浓度为45％。
进一步地，所述除钙剂是磷酸锂或磷酸。
进一步地，所述步骤S4洗涤后干燥：将磷酸锂滤渣用60-90℃的热水浸泡洗涤两次，洗涤时长为45-90分钟，洗涤后的磷酸锂滤渣干燥温度在65-115℃。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明以磷酸锂一次性回收，锂回收率高，产品纯度高，操作简单、耗费少，除钙剂的选用不但效果好而且用量少，安全环保可循环利用，无污染无危害。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种强碱性含锂母液制备磷酸锂的方法，包括如下步骤：
S1、母液预处理：将母液升温至90℃以上，母液和氢氧化钠溶液按220：1的质量比混合，持续搅拌60分钟，对母液整体杂质进行杂质去除，得到去杂后滤液A，然后滤液A和除钙剂按500：1的质量比混合，母液持续加热对钙进行去除，反应90分钟，过滤后得滤液B；
S2、母液净化：将步聚S1得到的滤液B和高锰酸钾按200：1的质量比混合，持续反应直至溶液变为铁红色后，再按滤液B：活性炭质量比为：50：1的比例加入活性炭进行搅拌吸附90分钟，然后在吸附后的滤液B中，按1000：1的比例加入絮凝剂，静置60分钟过滤后，得滤液C；将滤液C用离子交换树脂吸附钙镁后，得滤液D；
S3、磷酸沉锂：将步骤S2得到的滤液D测定其中锂含量，计算磷酸的理论用量，滤液D搅拌加热到95℃，在其中加入1.5倍磷酸的理论用量，用氢氧化钠溶液调节反应液pH在 8以上，反应2.5小时后过滤，得到磷酸锂滤渣；
S4、洗涤后干燥：将磷酸锂滤渣用90℃的热水浸泡洗涤两次，洗涤时长为45分钟，洗涤后的磷酸锂滤渣干燥温度在80℃，即得磷酸锂产品；锂回收率达到99.12％；产品纯度达到99.14％。
实施例2
S1、母液预处理：将母液升温至90℃以上，母液和氢氧化钠溶液按200：0.8的质量比混合，持续搅拌45分钟，对母液整体杂质进行杂质去除，得到去杂后滤液A，然后滤液A 和除钙剂按450：0.7的质量比混合，母液持续加热对钙进行去除，反应60分钟，过滤后得滤液B；
S2、母液净化：将步聚S1得到的滤液B和高锰酸钾按180：0.8的质量比混合，持续反应直至溶液变为铁红色后，再按滤液B：活性炭质量比为：45：0.7的比例加入活性炭进行搅拌吸附70分钟，然后在吸附后的滤液B中，按800：0.8的比例加入絮凝剂，静置45 分钟过滤后，得滤液C；将滤液C用离子交换树脂吸附钙镁后，得滤液D；
S3、磷酸沉锂：将步骤S2得到的滤液D测定其中锂含量，计算磷酸的理论用量，滤液D搅拌加热到95℃，在其中加入1.8倍磷酸的理论用量，用氢氧化钠溶液调节反应液pH在 8以上，反应3小时后过滤，得到磷酸锂滤渣；
pH的控制：磷酸加入时对整个反应环境pH有很大影响，加完后用pH广泛试纸大致测定pH值，若pH在8以上时无需调整，若在8以下时加适量氢氧化钠溶液(45％)调整至pH＝8以上即可；
S4、洗涤后干燥：将已经收集的磷酸锂滤渣用温度为85℃的热水洗涤两次，每次加入洗水用量为产品湿质量的3倍，洗涤时间为1小时后过滤，收集磷酸锂滤渣，然后在温度为80-100℃之间烘至质量恒重，得磷酸锂产品；锂回收率达到99.52％；产品纯度达到99.34％。
实施例3
S1、母液预处理：将母液升温至90℃以上，母液和氢氧化钠溶液按210：0.9的质量比混合，持续搅拌45分钟，对母液整体杂质进行杂质去除，得到去杂后滤液A，然后滤液A 和除钙剂按480：0.9的质量比混合，母液持续加热对钙进行去除，反应80分钟，过滤后得滤液B；
S2、母液净化：将步聚S1得到的滤液B和高锰酸钾按190：0.9的质量比混合，持续反应直至溶液变为铁红色后，再按滤液B：活性炭质量比为：48：0.9的比例加入活性炭进行搅拌吸附80分钟，然后在吸附后的滤液B中，按900：0.9的比例加入絮凝剂，静置45 分钟过滤后，得滤液C；将滤液C用离子交换树脂吸附钙镁后，得滤液D；
S3、磷酸沉锂：将步骤S2得到的滤液D测定其中锂含量，计算磷酸的理论用量，滤液D搅拌加热到95℃，在其中加入2倍磷酸的理论用量，用氢氧化钠溶液调节反应液pH在8 以上，反应4小时后过滤，得到磷酸锂滤渣；
S4、洗涤后干燥：将已经收集的磷酸锂滤渣用温度为85℃的热水洗涤两次，每次加入洗水用量为产品湿质量的3倍，洗涤时间为1小时后过滤，收集磷酸锂滤渣，然后在温度为80-100℃之间烘至质量恒重，得磷酸锂产品；锂回收率达到99.82％；产品纯度达到99.48％。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种强碱性含锂母液制备磷酸锂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、母液预处理：将母液升温至90℃以上，母液和氢氧化钠溶液按200-220：0.8-1的质量比混合，持续搅拌30-60分钟，对母液整体杂质进行杂质去除，得到去杂后滤液A，然后滤液A和除钙剂按450-500：0.7-1的质量比混合，母液持续加热对钙进行去除，反应60-90分钟，过滤后得滤液B；
S2、母液净化：将步聚S1得到的滤液B和高锰酸钾按180-200：0.8-1的质量比混合，持续反应直至溶液变为铁红色后，再按滤液B：活性炭质量比为：45-50：0.7-1的比例加入活性炭进行搅拌吸附60-90分钟，然后在吸附后的滤液B中，按800-1000：0.8-1的比例加入絮凝剂，静置30-60分钟过滤后，得滤液C；将滤液C用离子交换树脂吸附钙镁后，得滤液D；
S3、磷酸沉锂：测定步骤S2得到的滤液D中锂含量，计算磷酸的理论用量，滤液D搅拌加热到95℃，在其中加入1.5-2倍磷酸的理论用量，用氢氧化钠溶液调节反应液pH在8以上，反应2.5-4小时后过滤，得到磷酸锂滤渣；
S4、洗涤后干燥：将磷酸锂滤渣浸泡洗涤两次，洗涤时长为45-90分钟，洗涤后的磷酸锂滤渣干燥至质量恒重，即得磷酸锂产品。
2.根据权利要求1所述的一种强碱性含锂母液制备磷酸锂的方法，其特征在于，所述母液是用氢氧化钠沉完镍、钴、锰后的锂液。
3.根据权利要求1所述的一种强碱性含锂母液制备磷酸锂的方法，其特征在于，所述氢氧化钠溶液的的质量百分比浓度为45％。
4.根据权利要求1所述的一种强碱性含锂母液制备磷酸锂的方法，其特征在于，所述除钙剂是磷酸锂或磷酸。
5.根据权利要求1所述的一种强碱性含锂母液制备磷酸锂的方法，其特征在于，所述步骤S4洗涤后干燥：将磷酸锂滤渣用60-90℃的热水浸泡洗涤两次，洗涤时长为45-90分钟，洗涤后的磷酸锂滤渣干燥温度在65-115℃。
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