CN112267026B - 一种以废金属锂为原料制备氢氧化锂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及废弃资源的回收利用技术领域，具体为一种以废金属锂为原料制备氢氧化锂的方法，步骤一、将废金属锂在保护气氛下切片；步骤二、将切片的废金属锂片投放到装有水的抽负压排风或敞口的反应容器内；步骤三、废金属锂片在反应容器中反应0.5‑5.0小时；步骤四、过滤得渣和氢氧化锂溶液；其将废金属锂在保护气氛下切片是确保操作的安全性，反应器需是抽负压或敞口是确保反应过程中产生的氢气能排出，不会因氢气浓度高而爆炸，将废金属锂切成长度为2‑20cm，厚度为0.2‑1.0cm的薄片是保证反应速度不会太慢而影响浸出效率，同时保证反应速度不会太快而发生燃烧或爆炸，可制备高纯度的电池级氢氧化锂。

Description

一种以废金属锂为原料制备氢氧化锂的方法
技术领域
本发明涉及废弃资源的回收利用技术领域，具体为一种以废金属锂为原料制备氢氧化锂的方法。
背景技术
金属锂在锂电领域中有着广泛的应用，应用的同时带来了含金属锂废渣、边角料等废料的产生。
目前还没有以废金属锂为原料制备氢氧化锂的相关报道。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，同时为了开发新技术，本发明的目的在于提供一种以废金属锂为原料制备氢氧化锂的方法，该方法将废金属锂以氢氧化锂的形式回收，实现废金属锂资源的回收。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种以废金属锂为原料制备氢氧化锂的方法，一种以废金属锂为原料制备氢氧化锂的方法，步骤如下：
步骤一、对非金属锂进行切片，切割同时向废金属锂上喷射保护气氛；
步骤二、将切片的废金属锂片投放到装有水反应容器内，反应容器为抽负压排风或敞口的容器；
步骤三、废金属锂片在反应容器中反应0.5-5.0小时；
步骤四、对反应后的溶液进行过滤，过滤得渣和氢氧化锂溶液，将渣与氢氧化锂溶液分离；
步骤五、用活性炭除去氢氧化锂溶液中有机物；
步骤六、除去有机物的氢氧化锂溶液通过树脂除杂；
步骤七、对氢氧化锂溶液进行浓缩结晶，浓缩结晶得到电池级单水氢氧化锂。
优选的，步骤一中的保护气氛为氦气气氛或氩气气氛中的一种。
进一步的，步骤一中的切片是将废金属锂切成长度不大于20cm，厚度不大于0.5cm的薄片。
再进一步的，步骤二中的废金属锂片与水的质量比为1:100-13:100。
在前述方案的基础上，步骤三中，所述的反应器中设置有搅拌装置，在废金属锂片与水反应过程中可开启搅拌装置，通过搅拌装置进行搅拌，保证废金属锂片与水反应完全，反应后向反应器内添加碱性试剂，调节氢氧化锂溶液的pH 值为9-12。
在前述方案的基础上进一步的，步骤五中，在氢氧化锂溶液中加入活性炭或氢氧化锂溶液经过活性炭柱去除有机物。
作为本发明再进一步的，步骤七中，对氢氧化锂溶液的浓缩结晶次数为 1-5次。
作为本发明进一步的方案，向氢氧化锂溶液中加入活性炭的粒度为40-80 目，加入活性炭的量为0.5-4kg/L。
作为本发明再进一步的方案，活性炭柱中的活性炭为椰壳活性炭，椰壳活性炭的粒度为5-40目。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种以废金属锂为原料制备氢氧化锂的方法，具备以下有益效果：
1、将废金属锂在保护气氛下切片是确保操作的安全性；
2、反应器需是抽负压或敞口是确保反应过程中产生的氢气能排出，不会因氢气浓度高而爆炸；
3、将废金属锂切成长度为2-20cm，厚度为0.2-1.0cm的薄片是保证反应速度不会太慢而影响浸出效率，同时保证反应速度不会太快而发生燃烧或爆炸；
4、可制备高纯度的电池级氢氧化锂。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。
图1为本发明流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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
步骤一、氦气气氛或氩气气氛中对非金属锂进行切片，并将废金属锂切成长度不大于20cm，厚度不大于0.5cm的薄片；
步骤二、将切片的废金属锂片在氦气气氛或氩气气氛保护中投放到装有水反应容器内，反应容器为抽负压排风或敞口的容器，废金属锂片与水的质量比为5:100；
步骤三、通过反应器内设置的搅拌装置对废金属锂片和水进行搅拌，使非金属锂与水充分接触，保证废金属锂与水充分反应，废金属锂片在反应容器中反应2小时，然后向反应器内添加碱性试剂，调节氢氧化锂溶液的pH 值为10；
步骤四、对反应后的溶液进行过滤，过滤得渣和氢氧化锂溶液，使渣与氢氧化锂溶液分离，获取其中的氢氧化锂溶液；
步骤五、在过滤后的氢氧化锂溶液中加入活性炭，活性炭的粒度为60目，加入活性炭的量为2kg/L，用活性炭除去氢氧化锂溶液中有机物；
步骤六、除去有机物的氢氧化锂溶液通过树脂进行除杂；
步骤七、对除杂后的氢氧化锂溶液进行浓缩结晶，并进行浓缩结晶2次，得到电池级单水氢氧化锂，制备的氢氧化锂的纯度为99.3％。
实施例2
步骤一、氦气气氛或氩气气氛中对非金属锂进行切片，并将废金属锂切成长度不大于20cm，厚度不大于0.5cm的薄片；
步骤二、将切片的废金属锂片在氦气气氛或氩气气氛保护中投放到装有水反应容器内，反应容器为抽负压排风或敞口的容器，废金属锂片与水的质量比为15:100；
步骤三、通过反应器内设置的搅拌装置对废金属锂片和水进行搅拌，使非金属锂与水充分接触，保证废金属锂与水充分反应，废金属锂片在反应容器中反应3小时，然后向反应器内添加碱性试剂，调节氢氧化锂溶液的pH 值为11；
步骤四、对反应后的溶液进行过滤，过滤得渣和氢氧化锂溶液，使渣与氢氧化锂溶液分离，获取其中的氢氧化锂溶液；
步骤五、在过滤后的氢氧化锂溶液经过椰壳活性炭的粒度为30目的活性炭柱，用椰壳活性炭除去氢氧化锂溶液中有机物；
步骤六、除去有机物的氢氧化锂溶液通过树脂进行除杂；
步骤七、对除杂后的氢氧化锂溶液进行浓缩结晶，并进行浓缩结晶4次，得到电池级单水氢氧化锂，制备的氢氧化锂的纯度为99.25％。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种以废金属锂为原料制备氢氧化锂的方法，其特征在于步骤如下：
步骤一、对非金属锂进行切片，切割同时向废金属锂上喷射保护气氛；
步骤二、将切片的废金属锂片投放到装有水反应容器内，反应容器为抽负压排风或敞口的容器；
步骤三、废金属锂片在反应容器中反应0.5-5.0小时；
步骤四、对反应后的溶液进行过滤，过滤得渣和氢氧化锂溶液，将渣与氢氧化锂溶液分离；
步骤五、用活性炭除去氢氧化锂溶液中有机物；
步骤六、除去有机物的氢氧化锂溶液通过树脂除杂；
步骤七、对氢氧化锂溶液进行浓缩结晶，浓缩结晶得到电池级单水氢氧化锂；
步骤五中，在氢氧化锂溶液中加入活性炭或氢氧化锂溶液经过活性炭柱去除有机物；
步骤一中的切片是将废金属锂切成长度不大于20cm，厚度不大于0.5cm的薄片。
2.根据权利要求1所述的一种以废金属锂为原料制备氢氧化锂的方法，其特征在于，步骤一中的保护气氛为氦气气氛或氩气气氛中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种以废金属锂为原料制备氢氧化锂的方法，其特征在于，步骤二中的废金属锂片与水的质量比为1:100-13:100。
4.根据权利要求1所述的一种以废金属锂为原料制备氢氧化锂的方法，其特征在于，步骤三中，所述的反应器中设置有搅拌装置，在废金属锂片与水反应过程中可开启搅拌装置，通过搅拌装置进行搅拌，保证废金属锂片与水反应完全，反应后向反应器内添加碱性试剂，调节氢氧化锂溶液的PH值为9-12。
5.根据权利要求1所述的一种以废金属锂为原料制备氢氧化锂的方法，其特征在于，步骤七中，对氢氧化锂溶液的浓缩结晶次数为1-5次。
6.根据权利要求1所述的一种以废金属锂为原料制备氢氧化锂的方法，其特征在于，向氢氧化锂溶液中加入活性炭的粒度为40-80目，加入活性炭的量为0.5-4kg/L。
7.根据权利要求1所述的一种以废金属锂为原料制备氢氧化锂的方法，其特征在于，活性炭柱中的活性炭为椰壳活性炭，椰壳活性炭的粒度为5-40目。
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