CN111017965B - 工业级氯化锂制备方法 - Google Patents

Abstract

一种工业级氯化锂制备方法，包括以下步骤：提供含锂溶液；对含锂溶液进行搅拌，对含锂溶液中的硫酸根离子及钙离子含量进行检测，得到含锂溶液中硫酸根离子及钙离子的总摩尔数；向含锂溶液中加入碳酸钡粉末并搅拌加热后，进行首次静置沉淀操作，得到含锂混合液；对含锂混合液进行pH调节操作，搅拌后再进行二次静置沉淀操作，过滤后，得到氯化锂溶液和滤渣；对氯化锂溶液进行蒸发浓缩干燥操作，得到工业级氯化锂。上述工业级氯化锂制备方法，通过加入碳酸钡同时除去硫酸根离子及钙离子，避免多次加入除杂剂，调节pH除去铁、镁等阳离子，多余的碳酸钡在过滤时可以一同除去，便于控制，避免引入其它杂质，得到的氯化锂纯度高，工艺简单，节能高效。

Description

工业级氯化锂制备方法

技术领域

本发明涉及一种锂生产技术领域，特别是涉及一种工业级氯化锂制备方法。

背景技术

氯化锂广泛应用于锂电行业，氯化锂的生产过程总体可分为以下几个步骤：溶液制备、净化除杂、浓缩、干燥包装，由于氯化锂所需基础原料来源较广，氯化锂中含有的杂质种类项较多，但生产过程中除杂的主要难点集中在硫酸根、钙离子这两种杂质项上，目前，除杂方法包括沉淀法、膜法、树脂交换法等，其中膜法工艺流程短，设备简单，但存在成本费用高，生产过程中存在膜容易损坏，出现穿透，引起质量不稳定等问题，树脂交换法具有效率高及去除效果好等优点，但同样存在成本高、树脂再生及造成过程损失等问题，且废旧树脂处理费用高，沉淀法通过控制合适的沉淀剂、pH值、反应温度、反应时间、加料速度、搅拌速度等工艺参数来进行有效除杂，已经得到工业化应用，但对控制条件较为严格，不能很好满足工业生产的要求，但综合工艺流程，沉淀法仍是工业生产除杂的主要方法，除杂过程易于操作。

然而，由于锂电行业特殊需求，氯化锂中的杂质含量对产品性能影响极大，如何降低杂质含量一直是氯化锂生产过程中的重点、难点。如生产原料中含有大量的硫酸根、钙离子和少量铁镁离子等杂质时，一般做法是用液碱调整pH值约至10除去铁镁杂质，然后加入氯化钡除去硫酸根离子，再加入碳酸钠除去钙离子，过滤分离后进行浓缩干燥生产，以上做法对于除杂试剂的加入量有极为严格的要求，因为液碱、氯化钡和碳酸钠均为易溶物，其中钡离子和钠离子对于氯化锂产品中其含量规定指标均有限制要求，因此，除杂剂加入量不足时，没有很好的除杂效果，加入量过多则会引起钡离子及钠离子超标，造成氯化锂产品不合格，因此实际控制存在一定难度。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种能够便于操作与控制，节约能源与成本，对含锂溶液进行深度除杂，以达到工业级别的工业级氯化锂制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种工业级氯化锂制备方法，包括以下步骤：

提供含锂溶液；

对所述含锂溶液进行搅拌，对所述含锂溶液中的硫酸根离子及钙离子含量进行检测，得到所述含锂溶液中硫酸根离子及钙离子的总摩尔数；

向所述含锂溶液中加入碳酸钡粉末并搅拌加热后，进行首次静置沉淀操作，得到含锂混合液；

对所述含锂混合液进行pH调节操作，搅拌后再进行二次静置沉淀操作，过滤后，得到氯化锂溶液和滤渣；

对所述氯化锂溶液进行蒸发浓缩操作，得到氯化锂浆液，对所述氯化锂浆液进行干燥操作，得到工业级氯化锂。

在其中一个实施例中，所述碳酸钡粉末与所述含锂溶液中硫酸根离子及钙离子的总摩尔数的摩尔比为(1～4)：1。

在其中一个实施例中，在向所述含锂溶液中加入碳酸钡粉末并搅拌加热的操作中，控制加热温度为60℃～100℃，搅拌时间为1h～1.5h。

在其中一个实施例中，在首次静置沉淀操作中，静置沉淀的时间为2h～4h。

在其中一个实施例中，在对所述含锂混合液进行pH调节操作中，调节pH为9～12。

在其中一个实施例中，在二次静置沉淀操作中，静置沉淀时间为4h～8h。

在其中一个实施例中，在对所述含锂混合液进行pH调节操作中，采用pH调节剂对所述含锂混合液进行调节，所述pH调节剂为氢氧化锂溶液及盐酸溶液中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述含锂溶液为含锂矿物浸取液、含锂卤水及废旧电池回收浸取液中的至少一种。

在其中一个实施例中，在过滤操作后，还采用去离子水对所述滤渣进行水洗操作，用于回收所述滤渣上残留的所述氯化锂溶液。

在其中一个实施例中，在干燥操作中，所述干燥操作采用离心干燥操作。

上述工业级氯化锂制备方法，通过检测得到硫酸根离子及钙离子的总摩尔数，便于后续控制碳酸钡粉末的加入量，通过加热搅拌更加快速彻底生成硫酸钡及碳酸钙沉淀，然后，经过首次静置沉淀操作后，得到含沉淀杂质的含锂混合液，再通过调节含锂混合液的pH，以氢氧化物形式除去铁、镁等阳离子，同时，氢氧化铁、氢氧化镁在形成过程中，能够以胶体吸附形式，将上一步除杂反应生成极细小的硫酸钡、碳酸钙沉淀聚拢，得到较大的沉淀颗粒，经过过滤后，得到氯化锂溶液和滤渣，对氯化锂溶液进行蒸发浓缩干燥操作能够得到工业级氯化锂。上述工业级氯化锂制备方法，通过加入碳酸钡同时除去硫酸根离子及钙离子，避免多次加入除杂剂，后续调节pH除去铁、镁等阳离子后再一并过滤，避免多次过滤，而且碳酸钡本身为难溶物，多余的碳酸钡在过滤时可以一同除去，便于控制，避免引入其它杂质，得到的氯化锂纯度高，工艺简单，节能高效，适合于工业化生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一实施例的工业级氯化锂制备方法的步骤流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了更好地对上述工业级氯化锂制备方法进行说明，以更好地理解上述工业级氯化锂制备方法的构思。

请参阅图1，一实施方式中，一种工业级氯化锂制备方法，包括以下步骤：

S110、提供含锂溶液。

可以理解，锂是最轻的碱金属元素，金属活动性较强，具有极强的电化学活性，含锂的矿物有150多种，主要有锂辉石、锂云母、透锂长石等，海水中也含有锂，不过浓度较小，提炼存在困难，锂在自然界中以化合物形式存在，金属锂及其化合物广泛用于各个行业，素有“工业味精”、“宇航合金”、“能源金属”等美称，氯化锂是锂的化合物，氯化锂是白色晶体，具有潮解性，味咸，易溶于有机溶剂，比如易溶于乙醇、丙酮、吡啶等有机溶剂，也易溶于水，氯化锂应用广泛，氯化锂是制造焊接材料、烟火、空调设备、干电池和金属锂的原料，氯化锂的纯度对氯化锂的品质有根本的影响，例如，锂电行业，氯化锂中的杂质含量对产品性能影响极大，由于一些行业的特殊需求，要求氯化锂中的杂质含量低于一定标准，也就是氯化锂的纯度需要达到一定标准，一般来说，工业级的氯化锂的纯度要求为高于99.0％，通过提供含锂溶液，并对含锂溶液进行深度除杂，能够得到工业级氯化锂，从而用于达到行业要求。

其中一个实施例中，含锂溶液为含锂矿物浸取液、含锂卤水及废旧电池回收浸取液中的至少一种。可以理解，含锂的矿物有150多种，资源丰富，例如，含锂矿物为锂辉石和锂云母中的至少一种，含锂卤水及废旧电池回收浸取液也可以作为制备工业级氯化锂的原料，其中，废旧电池回收浸取液还可以对废旧电池进行回收利用，避免资源浪费，绿色环保，如此，含锂溶液为含锂矿物浸取液、含锂卤水及废旧电池回收浸取液中的至少一种，可以保证后续制备工业级氯化锂的原料供应。

S120、对含锂溶液进行搅拌，对含锂溶液中的硫酸根离子及钙离子含量进行检测，得到含锂溶液中硫酸根离子及钙离子的总摩尔数。

可以理解，含锂溶液由于所需基础原料来源较广，含锂溶液中通常含有的杂质种类项较多，如硫酸根离子、钙离子、铁离子、镁离子及其它二价或二价以上金属阳离子，但生产过程中除杂的主要难点集中在硫酸根离子及钙离子这两种杂质项上，含锂溶液通过对含锂溶液进行搅拌，可以将含锂溶液搅拌均匀，避免在对含锂溶液进行检测时含锂溶液存在不均匀的情况，避免检测误差，有利于保证对含锂溶液中的硫酸根离子及钙离子含量进行检测的检测精度，可以得到更加精确的硫酸根离子及钙离子的总摩尔数，也就是说，可以得到更加准确的含锂溶液中硫酸根离子及钙离子总含量，检测含锂溶液中的硫酸根离子及钙离子的总摩尔数，从而可以得出对应的碳酸钡的需要加入量，方便后续控制碳酸钡粉末的加入量，更好地更加准确地投入碳酸钡粉末，避免碳酸钡粉末投入量不足而除杂不彻底，同时，也避免碳酸钡粉末投入过多造成资源浪费。

S130、向含锂溶液中加入碳酸钡粉末并搅拌加热后，进行首次静置沉淀操作，得到含锂混合液。

可以理解，碳酸钡是无机化合物，难溶于水，是难溶物，价格低廉，用途广泛，可以用于制钡盐、颜料、烟火、信号弹、光学玻璃、杀鼠药、陶器、瓷器，并用作填料和水澄清剂等，可以与硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀，因此，也可以用于处理镀铬电解液中过量的硫酸根。加入碳酸钡粉末，一方面可以与硫酸根离子反应，生成硫酸钡沉淀，除去含锂溶液中的硫酸根离子，另一方面可以与钙离子反应，生成碳酸钙沉淀，除去含锂溶液中的钙离子，也就是说，加入碳酸钡粉末，可以同时除去硫酸根离子及钙离子两种杂质，避免加入两种除杂剂分别对硫酸根离子及钙离子两种杂质进行除杂，减少了除杂剂种类的使用，从而避免引入其它杂质，便于后续可以得到纯度更高的氯化锂成品，同时，加入碳酸钡将硫酸根离子及钙离子一并除去，避免先后加入两种除杂剂分别对硫酸根离子及钙离子进行除杂，节省了除杂操作流程，提高了除杂效率，并且，碳酸钡价格低廉，投入操作方便简单，有利于降低生产成本及生产难度。为了更加彻底地对含锂溶液中的硫酸根离子及钙离子，加入过量的碳酸钡粉末保证彻底除杂，一方面，过量的碳酸钡可以提供充足的碳酸根与含锂溶液中的钙离子反应，提供充足的钡离子与含锂溶液中的硫酸根反应，保证含锂溶液中的硫酸根离子及钙离子更加彻底的除去，除杂效果好，另一方面，由于碳酸钡本身为难溶物，未发生反应的多余的碳酸钡不溶于含锂溶液中，可以在过滤时一并除去，避免引入过多的碳酸根或钡离子，碳酸钡粉末可以过量加入不仅保证彻底除杂效果，同时碳酸钡的加入量的控制范围较大，便于控制。值得一提的是，本步骤中得到的含锂混合液为含有硫酸钡沉淀及碳酸钙沉淀的含锂混合液。

为了保证含锂溶液中硫酸根离子及钙离子杂质的彻底除去，同时，避免加入过多的碳酸钡粉末，造成碳酸钡粉末的资源浪费，其中一个实施例中，碳酸钡粉末与含锂溶液中硫酸根离子及钙离子的总摩尔数的摩尔比为(1～4)：1。

碳酸钡粉末与硫酸根离子及钙离子的具体反应原理如下：

SO₄ ^2-+BaCO₃→BaSO₄↓+CO₃ ^2-

Ca²⁺+BaCO₃→CaCO₃↓+Ba²⁺

可以理解，硫酸根离子与碳酸钡中钡离子反应的摩尔比为1:1，钙离子与碳酸钡中碳酸根反应的摩尔比为1:1，而将碳酸钡粉末与含锂溶液中硫酸根离子及钙离子的总摩尔数的摩尔比控制为(1～4)：1，可以保证加入过量的碳酸钡，对含锂溶液中的硫酸根离子及钙离子进行更加彻底的除去，避免残留，提高后续成品的纯度，同时，多余的未发生反应的碳酸钡是难溶物，可以随过滤操作一并过滤除去，所以并不会引入过多的钡离子，由于多余的碳酸钡与除杂产生的沉淀混合在一起，不便于对碳酸钡进行回收利用，过多地加入碳酸钡会导致碳酸钡的浪费，考虑到资源节约以及生产成本，将碳酸钡的加入量控制在一个合适的范围，避免过多加入，造成资源浪费，例如，碳酸钡粉末与含锂溶液中硫酸根离子及钙离子的总摩尔数的摩尔比为(1～4)：1。应该理解的是，在实际应用中，碳酸钡粉末与含锂溶液中硫酸根离子及钙离子的总摩尔数的摩尔比也可以为其他比例。

为了进一步避免碳酸钡的浪费，作为进一步的优选方案，一实施方式中，硫酸根离子的摩尔数定义为n，钙离子的摩尔数定义为m，控制加入的碳酸钡粉末的摩尔数为(n+m)～1.5(n+m)。可以理解，硫酸根离子与碳酸钡中钡离子反应的摩尔比为1:1，钙离子与碳酸钡中碳酸根反应的摩尔比为1:1，当含锂溶液中硫酸根离子的含量大于钙离子的含量时，也就是当n>m时，则需要加入的碳酸钡的摩尔数为n，当含锂溶液中钙离子的含量大于硫酸根离子的含量时，也就是当m>n时，则需要加入的碳酸钡的摩尔数为m，而将加入的碳酸钡粉末的摩尔数控制为(n+m)～1.5(n+m),可以保证加入过量的碳酸钡，确保含锂溶液中的硫酸根离子及钙离子的彻底除去，进一步控制碳酸钡粉末的加入量，减少碳酸钡的投入，一方面，可以进一步避免钡离子的过多引入，另一方面，也可以避免碳酸钡的浪费，节约生产成本。

为了快速除去杂质，提高生产效率，其中一个实施例中，在向含锂溶液中加入碳酸钡粉末并搅拌加热的操作中，控制加热温度为60℃～100℃，搅拌时间为1h～1.5h。可以理解，进行搅拌加热操作可以加快含锂溶液中硫酸根离子与碳酸钡的接触及钙离子与碳酸钙的接触，增加了硫酸根离子与碳酸钡的有效反应碰撞及钙离子与碳酸钡的有效反应碰撞，可以加快硫酸钡沉淀及碳酸钙沉淀的生成，从而提高反应速率，从而可以达到更快的除杂效果，提高生产效率，其中，当加热温度低于60℃，对硫酸钡沉淀生成及碳酸钙沉淀生成的促进效果均不明显，沉淀速度缓慢，影响生产效率，当加热温度为60℃～80℃时，对碳酸钙沉淀生成的促进效果最好，碳酸钙沉淀速度最快，当加热温度为80℃～100℃时，对硫酸钡沉淀生成的促进效果最好，硫酸钡沉淀速度最快，当加热温度高于100℃时，碳酸钙沉淀的生成速度及硫酸钡沉淀生成速度均趋于平缓，没有进一步加快，也就是说，当加热温度高于100℃时，继续升高温度并不能对碳酸钙沉淀生成及硫酸钡沉淀生成起到进一步的促进效果，而且，继续升高加热温度需要投入更多的能源，造成能源浪费，大大增加了生产成本，综合考虑生成效率以及生产成本，控制加热温度为60℃～100℃为宜。

为了更加高效快捷地得到碳酸钙沉淀及硫酸钡沉淀，一实施方式中，在向含锂溶液中加入碳酸钡粉末并搅拌加热的操作中，控制加热温度为75℃～100℃，搅拌时间为1h。可以理解，控制加热温度为75℃～100℃，对碳酸钙沉淀生成及硫酸钡沉淀生成都有较好的促进效果，可以加快碳酸钙沉淀及硫酸钡沉淀的生成，从而可以节省生产时间，提高生产效率。

为了进一步节约能源，降低生产成本，一实施方式中，在向含锂溶液中加入碳酸钡粉末并搅拌加热的操作中，控制加热温度为85℃，搅拌时间为1h。可以理解，在85℃加热温度下，对碳酸钙沉淀生成及硫酸钡沉淀生成的都有良好的促进效果，碳酸钙沉淀及硫酸钡沉淀生成速度快，如此，保证生产效率的同时，有利于进一步节约能源，降低生产成本。

其中一个实施例中，在首次静置沉淀操作中，静置沉淀的时间为2h～4h。可以理解，硫酸根离子在反应生成沉淀及钙离子在反应生成沉淀的过程中，通过充分加热搅拌后，静置一段时间可以保证硫酸根离子与碳酸钡及钙离子与碳酸钡的充分反应，避免硫酸根离子及钙离子除去不彻底，除杂效果好，同时，反应初始生成的是极小的硫酸钡颗粒及碳酸钙颗粒，需要经过一段时间的聚集形成硫酸钡沉淀及碳酸钙沉淀，当静置时间短于2h时，容易出现沉淀不完全的情况，导致除杂不彻底，影响除杂效果，当静置时间达到4h时，硫酸钡沉淀反应及碳酸钙沉淀反应基本完成，因此，综合考虑之下，静置时间控制为2h～4h。例如，一实施方式中，在首次静置沉淀操作中，静置沉淀的时间为3h。

S140、对含锂混合液进行pH调节操作，搅拌后再进行二次静置沉淀操作，过滤后，得到氯化锂溶液和滤渣。

可以理解，除去硫酸根离子及钙离子后，含锂混合液中还存在其它杂质离子，而且难免存在颗粒极细小的硫酸钡沉淀、碳酸钙沉淀，难以过滤分离，杂质去除还不能达到要求，因此，需要进一步除杂，通过调节含锂混合液的pH值，为含锂混合液提供一个碱性环境，可以用于除去含锂混合液中存在的少量铁离子及少量镁离子等阳离子，静置沉淀后进行过滤操作，将生成的沉淀杂质一并除去，达到更好的除杂效果，有利于后续制得工业级氯化锂成品。

其中一个实施例中，在对含锂混合液进行pH调节操作中，调节pH为9～12。可以理解，将含锂混合液的pH调节到碱性值，可以使得含锂混合液处于碱性环境，从而增加了含锂混合液中的氢氧根离子，氢氧根离子可以与含锂混合液中的镁、铁等阳离子生成氢氧化物沉淀，从而除去含锂混合液中的阳离子，具体的，铁离子可以与氢氧根离子生成氢氧化铁沉淀，镁离子可以与氢氧根离子生成氢氧化镁沉淀，另外，由于含锂混合液中存在的铁离子、镁离子是少量的，也就是说，含锂混合液中铁离子及镁离子的浓度均比较低，在反应过程中，铁离子与氢氧根离子不能迅速生成氢氧化铁沉淀，同样的，镁离子与氢氧化根离子也不能迅速生成氢氧化镁沉淀，氢氧化铁及氢氧化镁分别先聚集成胶体，再聚集成沉淀，此时，氢氧化铁形成的氢氧化铁胶体及氢氧化镁形成的氢氧化镁胶体可以吸附含锂混合液中存在的极细小的硫酸钡沉淀、碳酸钙沉淀，也就是说，氢氧化铁、氢氧化镁能够以胶体吸附形式将上一步骤中生成的极细小的硫酸钡沉淀、碳酸钙沉淀聚拢，一方面，氢氧化铁、氢氧化镁以胶体吸附形式极细小的硫酸钡沉淀及碳酸钙沉淀，可以加快氢氧化铁沉淀以及氢氧化镁沉淀的形成，可以加快沉淀速度，另一方面，可以除去极细小的硫酸钡、碳酸钙沉淀，避免过滤时极细小的硫酸钡沉淀及碳酸钙沉淀难以除去，降低了过滤难度，过滤时更加容易，除杂效果更好，有利于后续得到纯度更高的氯化锂成品。值得一提的是，本实施方式中，只需进行一次过滤操作，也就是将除杂得到的沉淀一并过滤除去，避免多次过滤，节省了工艺操作，提高了生产效率。

为了保证含锂混合液中的镁、铁等阳离子的彻底除去，一实施方式中，在对含锂混合液进行pH调节操作中，调节pH为12。将含锂混合液的pH调节为12，可以提供充足的氢氧根离子，可以与含锂混合液中的镁、铁等阳离子反应，保证含锂混合液中的镁、铁等阳离子的彻底除去，除杂效果好。

为了避免引入新的杂质，其中一个实施例中，在对含锂混合液进行pH调节操作中，采用pH调节剂对含锂混合液进行调节，pH调节剂为氢氧化锂溶液及盐酸溶液中的至少一种。可以理解，根据含锂混合液的具体pH情况，加入氢氧化锂溶液或加入盐酸溶液或同时加入氢氧化锂溶液及盐酸溶液对含锂混合液进行pH调节，将pH调节至9～12，选用氢氧化锂溶液及盐酸溶液对含锂混合液进行pH调节，引入的离子为锂离子、氯离子、氢离子及氢氧根离子，锂离子与氯离子结合生成氯化锂，氢离子与氢氧根离子结合生成水，并未引入新杂质，可以避免引入新的杂质，进一步保证产品的纯度。

其中一个实施例中，在二次静置沉淀操作中，静置沉淀时间为4h～8h。可以理解，少量的铁离子、镁离子在反应生成氢氧化铁沉淀、氢氧化镁沉淀的过程中，由于铁离子、镁离子的含量少，需要经过一段时间先聚集形成氢氧化铁胶体以及氢氧化镁胶体，然后再经过一段时间，聚集形成氢氧化铁沉淀以及氢氧化镁沉淀，所以需要充分的沉淀时间，静置一段时间可以保证铁离子及镁离子等阳离子与氢氧根充分接触，为生成氢氧化铁沉淀及氢氧化镁等沉淀提供充足的反应时间，同时，为氢氧化铁、氢氧化镁以胶体吸附形式吸附极细小的硫酸钡、碳酸钙沉淀提供充足的时间，避免铁离子、镁离子等阳离子以及硫酸钡沉淀及碳酸钙沉淀除去不彻底，除杂效果好，例如，静置沉淀的时间为4h～8h。例如，一实施方式中，在二次静置沉淀操作中，静置沉淀时间为7h。

其中一个实施例中，在过滤操作后，还采用去离子水对滤渣进行水洗操作，用于回收滤渣上残留的氯化锂溶液。可以理解，过滤后得到的滤渣表面残留有氯化锂溶液，采用去离子水对滤渣进行水洗，可以回收滤渣表面残留有氯化锂溶液，由于去离子水是除去了呈离子形式杂质后的纯水，也称为超纯水或高纯水，所以采用去离子水对滤渣进行水洗，回收得到的氯化锂溶液不会引入杂质，可以将回收得到的氯化锂溶液通过蒸发浓缩干燥制成工业级氯化锂成品，从而避免直接舍弃造成浪费，提高了工业级氯化锂成品的产出率，从而提高了生产效益。

S150、对氯化锂溶液进行蒸发浓缩操作，得到氯化锂浆液，对氯化锂浆液进行干燥操作，得到工业级氯化锂。

可以理解，通过对除杂后的氯化锂溶液进行蒸发浓缩操作，将多余的水分蒸发除去，同时可以析出氯化锂晶体，得到含氯化锂晶体的氯化锂浆液，例如，将氯化锂溶液加入到蒸发结晶釜中，进行蒸发浓缩操作，再通过对氯化锂浆液进行干燥后，可以得到工业级氯化锂，更利于后续进行工业使用。

其中一个实施例中，在对氯化锂溶液进行蒸发浓缩操作中，将氯化锂溶液在真空条件下，控制蒸发浓缩温度为120℃～125℃进行蒸发浓缩，得到氯化锂浆液，氯化锂浆液的浓度为50％～55％。可以理解，在真空条件下，可以为氯化锂溶液的蒸发浓缩提供一个较低的气压环境，有利于降低氯化锂溶液的沸点，提高蒸发浓缩效率，另外，通过将含锂溶液在120℃～125℃进行蒸发浓缩，当含锂溶液浓度达到50％～55％时，停止浓缩，可以得到浓度为50％～55％的氯化锂浆液，可以使氯化锂浆液中的氯化锂达到结晶浓度，当氯化锂浆液浓度低于50％时，氯化锂浆液中氯化锂未达到结晶浓度或析出的结晶极少，流动性太好，不利于后续干燥操作，当氯化锂浆液浓度高于55％时，氯化锂浆液析出的结晶较多，流动性太差，不利于将氯化锂浆液输送至后续的干燥操作中，容易出现堵塞现象，特别是通过管道输送的情况下，容易出现堵塞管道的现象，增加了生产难度，而且随着氯化锂溶液浓度的升高，氯化锂溶液的沸点会随着升高，对应的，需要升高蒸发浓缩温度来对氯化锂溶液进行蒸发浓缩，升高蒸发浓缩温度需要投入更多的能源，大大增加了生产难度及生产成本，综合考虑之下，控制氯化锂浆液的浓度为50％～55％为宜，浓度为50％～55％的氯化锂浆液析出的氯化锂晶体量适中，流动性良好适中，便于将氯化锂浆液输送至后续的干燥操作中，避免出现堵塞现象，特别是通过管道输送的情况下，50％～55％的氯化锂浆液良好的流动性可以避免出现堵塞管道的现象，同时也保证了氯化锂浆液在干燥器中的流动性。

为了方便氯化锂浆液的输送，避免堵塞，一实施方式中，在对氯化锂溶液进行蒸发浓缩操作中，将氯化锂溶液在真空条件下，控制蒸发浓缩温度为123.5℃进行蒸发浓缩，得到氯化锂浆液，氯化锂浆液的浓度为50.5％。可以理解，氯化锂浆液的浓度为50.5％时，流动性适中，流动性最佳，且可以析出氯化锂晶体，良好的流动性有利于氯化锂浆液的输送，同时也保证了氯化锂浆液在后续干燥操作中在干燥器中的流动性，有利于干燥操作的进行。

其中一个实施例中，在干燥操作中，干燥操作采用离心干燥操作。可以理解，通过离心干燥，可以直接将氯化锂晶体从氯化锂浆液中分离，得到纯度很高的氯化锂晶体及离心母液，由于析出的氯化锂晶体纯度很高，相对的，离心母液中含有较多的杂质，对氯化锂晶体进行进一步的干燥处理，使得氯化锂晶体含水率达到要求，可以得到纯度极高的工业级氯化锂成品，同时，将离心母液回收，对离心母液进行再次除杂处理，实现深度除杂，通过离心干燥得到的氯化锂成品纯度极高，且对离心母液进行回收除杂，除杂彻底，除杂效果好。应该理解的是，在实际应用中，氯化锂浆液的干燥也可以为其他干燥方式。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

上述工业级氯化锂制备方法，通过检测得到硫酸根离子及钙离子的总摩尔数，便于后续控制碳酸钡粉末的加入量，通过加热搅拌更加快速彻底生成硫酸钡及碳酸钙沉淀，然后，经过首次静置沉淀操作后，得到含沉淀杂质的含锂混合液，再通过调节含锂混合液的pH，以氢氧化物形式除去铁、镁等阳离子，同时，氢氧化铁、氢氧化镁在形成过程中，能够以胶体吸附形式，将上一步除杂反应生成极细小的硫酸钡、碳酸钙沉淀聚拢，得到较大的沉淀颗粒，经过过滤后，得到氯化锂溶液和滤渣，对氯化锂溶液进行蒸发浓缩干燥操作能够得到工业级氯化锂。上述工业级氯化锂制备方法，通过加入碳酸钡同时除去硫酸根离子及钙离子，避免多次加入除杂剂，后续调节pH除去铁、镁等阳离子后再一并过滤，避免多次过滤，而且碳酸钡本身为难溶物，多余的碳酸钡在过滤时可以一同除去，便于控制，避免引入其它杂质，得到的氯化锂纯度高，工艺简单，节能高效，适合于工业化生产。

下面为具体实施例部分。

实施例1

提供10kg锂辉石浸取获得的含锂溶液；

将含锂溶液加入到搅拌反应釜中进行搅拌，检测得到含锂溶液中的硫酸根离子的摩尔数为0.11mol，钙离子摩尔数为0.012mol，计算得出含锂溶液中硫酸根离子及钙离子的总摩尔数为0.122mol；

在搅拌反应釜中加入24.03g碳酸钡粉末，将搅拌反应釜加热至60℃，搅拌1h，然后进行首次静置沉淀操作，静置2h，得到含锂混合液；

采用氢氧化锂溶液及盐酸溶液混合液调节含锂混合液的pH值至11，搅拌1h，然后进行二次静置沉淀操作，静置4h，经过过滤，得到氯化锂溶液和滤渣；

将氯化锂溶液加入到蒸发结晶釜中，开启内循环模式，抽真空，在真空度-0.9Mpa下，将蒸发结晶釜升温至123.5℃，缓慢加热对氯化锂溶液进行蒸发浓缩，得到浓度为50.5％的氯化锂浆液，将浓度为50.5％的氯化锂浆液输送至热风干燥箱中进行干燥操作，得到实施例1的工业级氯化锂。

实施例2

提供10kg锂云母浸取获得的含锂溶液；

将含锂溶液加入到搅拌反应釜中进行搅拌，检测得到含锂溶液中的硫酸根离子的摩尔数为0.09mol，钙离子摩尔数为0.011mol，计算得出含锂溶液中硫酸根离子及钙离子的总摩尔数为0.101mol；

在搅拌反应釜中加入39.8g碳酸钡粉末，将搅拌反应釜加热至80℃，搅拌1.2h，然后进行首次静置沉淀操作，静置3h，得到含锂混合液；

采用氢氧化锂溶液及盐酸溶液混合液调节含锂混合液的pH值至11，搅拌1.2h，然后进行二次静置沉淀操作，静置5h，经过过滤，得到氯化锂溶液和滤渣；

将氯化锂溶液加入到蒸发结晶釜中，开启内循环模式，抽真空，在真空度-0.9Mpa下，将蒸发结晶釜升温至123.5℃，缓慢加热对氯化锂溶液进行蒸发浓缩，得到浓度为50.5％的氯化锂浆液，将浓度为50.5％的氯化锂浆液输送至热风干燥箱中进行干燥操作，得到实施例2的工业级氯化锂。

实施例3

提供10kg锂辉石浸取获得的含锂溶液；

将含锂溶液加入到搅拌反应釜中进行搅拌，检测得到含锂溶液中的硫酸根离子的摩尔数为0.12mol，钙离子摩尔数为0.013mol，计算得出含锂溶液中硫酸根离子及钙离子的总摩尔数为0.133mol；

在搅拌反应釜中加入104.8g碳酸钡粉末，将搅拌反应釜加热至100℃，搅拌1.5h，然后进行首次静置沉淀操作，静置4h，得到含锂混合液；

采用氢氧化锂溶液及盐酸溶液混合液调节含锂混合液的pH值至12，搅拌1.5h，然后进行二次静置沉淀操作，静置8h，经过过滤，得到氯化锂溶液和滤渣；

将氯化锂溶液加入到蒸发结晶釜中，开启内循环模式，抽真空，在真空度-0.9Mpa下，将蒸发结晶釜升温至123.5℃，缓慢加热对氯化锂溶液进行蒸发浓缩，得到浓度为50.5％的氯化锂浆液，将浓度为50.5％的氯化锂浆液输送至热风干燥箱中进行干燥操作，得到实施例3的工业级氯化锂。

实施例4

提供10kg锂辉石浸取获得的含锂溶液；

将含锂溶液加入到搅拌反应釜中进行搅拌，检测得到含锂溶液中的硫酸根离子的摩尔数为0.115mol，钙离子摩尔数为0.016mol，计算得出含锂溶液中硫酸根离子及钙离子的总摩尔数为0.131mol；

在搅拌反应釜中加入103.2g碳酸钡粉末，将搅拌反应釜加热至100℃，搅拌1.5h，然后进行首次静置沉淀操作，静置4h，得到含锂混合液；

采用氢氧化锂溶液及盐酸溶液混合液调节含锂混合液的pH值至12，搅拌1.5h，然后进行二次静置沉淀操作，静置8h，经过过滤，得到氯化锂溶液和滤渣；

将氯化锂溶液加入到蒸发结晶釜中，开启内循环模式，抽真空，在真空度-0.9Mpa下，将蒸发结晶釜升温至123.5℃，缓慢加热对氯化锂溶液进行蒸发浓缩，得到浓度为50.5％的氯化锂浆液，将浓度为50.5％的氯化锂浆液输送至转鼓离心干燥机中进行干燥操作，得到氯化锂晶体及离心母液，对离心母液进行回收除杂，对氯化锂晶体进行进一步干燥处理，得到实施例4的工业级氯化锂。

对实施例1、实施例2、实施例3及实施例4制备得到的工业级氯化锂中部分成分的含锂进行检测，检测得到的各成分的质量百分含量如表1所示。

表1

由上表可知，上述各实施例制备得到的氯化锂成品的纯度均>99.5％，氯化锂成品纯度高，均能达到高于99.0％的工业级氯化锂纯度要求，其中，实施例4得到的氯化锂成品纯度最高，同时，投入的时间成本以及能源成本也较高，通过实施例3与实施例4比较可知，通过离心过滤可以得到纯度极高的氯化锂成品，得到的氯化锂成品纯度最高，具体可以根据实际生产需要及要求进行调节。上述各实施例减少了除杂剂种类的投入，减少了其它杂质的引入，能够对含锂溶液进行深度除杂，得到的氯化锂纯度高，同时，只需要进行一次过滤操作，工艺简单，节能高效，适合于工业化生产。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种工业级氯化锂制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供含锂溶液；

对所述含锂溶液进行搅拌，对所述含锂溶液中的硫酸根离子及钙离子含量进行检测，得到所述含锂溶液中硫酸根离子及钙离子的总摩尔数；

向所述含锂溶液中加入碳酸钡粉末并搅拌加热后，进行首次静置沉淀操作，得到含锂混合液；

对所述含锂混合液进行pH调节操作，搅拌后再进行二次静置沉淀操作，过滤后，得到氯化锂溶液和滤渣；

对所述氯化锂溶液进行蒸发浓缩操作，得到氯化锂浆液，对所述氯化锂浆液进行干燥操作，得到工业级氯化锂；

在首次静置沉淀操作中，静置沉淀的时间为2h～4h；

在对所述含锂混合液进行pH调节操作中，调节pH为9～12；

在二次静置沉淀操作中，静置沉淀时间为4h～8h。

2.根据权利要求1所述的工业级氯化锂制备方法，其特征在于，所述碳酸钡粉末与所述含锂溶液中硫酸根离子及钙离子的总摩尔数的摩尔比为(1～4)：1。

3.根据权利要求1所述的工业级氯化锂制备方法，其特征在于，在向所述含锂溶液中加入碳酸钡粉末并搅拌加热的操作中，控制加热温度为60℃～100℃，搅拌时间为1h～1.5h。

4.根据权利要求1所述的工业级氯化锂制备方法，其特征在于，在对所述含锂混合液进行pH调节操作中，采用pH调节剂对所述含锂混合液进行调节，所述pH调节剂为氢氧化锂溶液及盐酸溶液中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的工业级氯化锂制备方法，其特征在于，所述含锂溶液为含锂矿物浸取液、含锂卤水及废旧电池回收浸取液中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的工业级氯化锂制备方法，其特征在于，在过滤操作后，还采用去离子水对所述滤渣进行水洗操作，用于回收所述滤渣上残留的所述氯化锂溶液。

7.根据权利要求1所述的工业级氯化锂制备方法，其特征在于，在干燥操作中，所述干燥操作采用离心干燥操作。

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