CN114014342A - 粗碳酸锂提纯电池级碳酸锂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开看一种粗碳酸锂提纯电池级碳酸锂的方法，旨在提供一种操作简单、无污染排放、能耗低，原料易得的粗碳酸锂提纯电池级碳酸锂的方法；其技术方案主要包括下述步骤：1)向将粗碳酸锂加入稀硫酸溶解，将溶解完毕的溶液PH调制12‑14，并加入过氧化氢氧化，过滤；2)将滤渣洗涤后的洗涤液回收，并且滤液中加入碳酸钠，充分搅拌1‑3h得到碳酸锂；3)将步骤2)得到的碳酸锂与水混合，在40‑80℃的温度下陈化1‑3h；过滤、洗涤，将滤饼洗涤烘干，得到电池级碳酸锂；回收滤液和洗涤液，加入步骤1)中重复利用；属于提纯技术领域。

Description

粗碳酸锂提纯电池级碳酸锂的方法
技术领域
本发明涉及粗碳酸锂提纯，具体地说，是粗碳酸锂提纯电池级碳酸锂的方法。属于提纯技术领域。
背景技术
锂离子电池由于具有工作电压高、能量密度高、自放电小、寿命长、无记忆效应等优点，被广泛用于各种电子设备中。磷酸铁锂电池因其优异的安全性能、循环稳定性而被广泛应用于新能源汽车中。
随着混合电动车和电动车的快速发展，动力锂离子电池的产量将大幅增加。碳酸锂作为制备磷酸铁锂的主要原料，是一种重要的基础锂盐。
因此，针对碳酸锂粗品提纯显得颇为重要。由于生产技术和盐湖卤水自身的限制，初级产品大都是成本低、产量大的工业级碳酸锂，直接以工业级碳酸锂为原料制备电池级碳酸锂是最经济的方法。目前，以粗碳酸锂(85-98％)和工业级碳酸锂(98.5-99.0％)为原料制备高纯电池级碳酸锂(99.5-99.9％)的工艺的突破，显得尤为重要，正越来越受到人们的关注。
中国专利CN201910695377.6公开了一种从粗碳酸锂提纯制备电池级碳酸锂的方法，包括以下步骤：(1)先将粗Li2CO3溶于纯水得到混合浆料，加入EDTA，加热搅拌，再加入饱和Na2CO3溶液，再加热搅拌，过滤，收集滤渣，洗涤，干燥，即得工业级Li2CO3；(2)将工业级Li2CO3与超纯水配成浆料，向浆料中通入CO2将其氢化，再加入过量的Li2S与重金属离子反应生成硫化物沉淀，再加入双氧水，把过量S2-离子氧化成单质硫，过滤，弃去滤渣，即得到LiHCO3溶液；(3)将LiHCO3纯化液先采用萃取法除去Ca2+，Mg2+，再用选择性吸附树脂除去硼酸盐，得到LiHCO3纯化液；(4)将LiHCO3纯化液加热分解，得到Li2CO3；(5)得到的Li2CO3再经离心、洗涤，烘干，即得到电池级Li2CO3。该方法由于采用通入CO2，需要再高压下操作，具有一定危险性。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种操作简单、无污染排放、能耗低，原料易得的粗碳酸锂提纯电池级碳酸锂的方法。
为此，本发明提供的技术方案为：
一种粗碳酸锂提纯电池级碳酸锂的方法，主要包括下述步骤：
1)向将粗碳酸锂加入稀硫酸溶解，将溶解完毕的溶液PH调制12-14，并加入过氧化氢氧化，过滤；
2)将滤渣洗涤后的洗涤液回收，并且滤液中加入碳酸钠，充分搅拌1-3h得到碳酸锂；
3)将步骤2)得到的碳酸锂与水混合，在40-80℃的温度下陈化1-3h；过滤、洗涤，将滤饼洗涤烘干，得到电池级碳酸锂；回收滤液和洗涤液，加入步骤1)中重复利用。
进一步的，上述的一种粗碳酸锂提纯电池级碳酸锂的方法，还包括将步骤3)得到的滤液重结晶过后，滤液蒸发浓缩，得到硫酸钠副产物，并将剩余滤液回收加入步骤1)中重复利用。
进一步的，上述的一种粗碳酸锂提纯电池级碳酸锂的方法，所述的粗碳酸锂和碳酸钠的质量比为1:0.8-1。
进一步的，上述的一种粗碳酸锂提纯电池级碳酸锂的方法，步骤3)所述的碳酸锂与水的质量比为1：5-8。
进一步的，上述的一种粗碳酸锂提纯电池级碳酸锂的方法，步骤3)所述的洗涤采用去离子水洗涤。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下技术优点：
1、本发明制备的电池级碳酸锂(99.5％含量)，其他杂质含量均在PPM级别；副产为硫酸钠，通过粗制碳酸锂提纯技术，提高电池级碳酸锂产能，以减缓电池级碳酸锂的供应压力。
2、本发明提供的技术方案操作简单、无污染排放、能耗低、试剂均为常见无污染试剂，易于工业化生产。
附图说明：
图1是本申请提供的技术方案制备工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例和对比例对本发明做进一步的说明，但本发明的保护范围并不局限于实施例表示的范围。
实施例1
本发明提供的一种粗碳酸锂提纯电池级碳酸锂的方法，具体工艺过程参阅图1，包括下述步骤：
1)将7.4g粗碳酸锂加入50ml稀硫酸(浓硫酸与水的体积比为1：3)溶解，将溶解完毕的溶液PH调制12，并加入5ml 30％过氧化氢氧化，过300目滤网，分别收集滤液和滤饼，
2)将滤渣采用去离子水洗涤，洗涤后的洗涤液回收添加至步骤2)重新利用；滤液中加入10.6g碳酸钠，充分搅拌2h得到碳酸锂；
3)将上述得到的碳酸锂与水按照质量比1：7混合，在40℃的温度下陈化1h；过300目滤网，分别收集滤液和滤饼，滤饼采用去离子水洗涤，将洗涤后的滤饼在80℃烘干，得到电池级碳酸锂，根据GB/T 11064.1-2013，测得碳酸锂含量≥99.52％。
4)回收滤液和洗涤液备用，将洗涤重结晶过后的滤液蒸发浓缩，得到硫酸钠副产物，并将剩余滤液回收添加至步骤1)重新利用。
Figure BDA0003427626640000031
实施例2
本发明提供的一种粗碳酸锂提纯电池级碳酸锂的方法，具体工艺过程参阅图1，包括下述步骤：
1)将7.0g粗碳酸锂加入50ml稀硫酸溶解，将溶解完毕的溶液PH调制13，并加入5ml30％过氧化氢氧化，过300目滤网，分别收集滤液和滤饼，
2)将滤渣采用去离子水洗涤，洗涤后的洗涤液回收添加至步骤2)重新利用；滤液中加入10.6g碳酸钠，充分搅拌3h得到碳酸锂；
3)将上述得到的碳酸锂与水按照质量比1：5混合，在60℃的温度下陈化2h；过300目滤网，分别收集滤液和滤饼，滤饼采用去离子水洗涤，将洗涤后的滤饼在80℃烘干，得到电池级碳酸锂，根据GB/T 11064.1-2013，测得碳酸锂含量≥99.58％。
4)回收滤液和洗涤液备用，将洗涤重结晶过后的滤液蒸发浓缩，得到硫酸钠副产物，并将剩余滤液回收添加至步骤1)重新利用。
Figure BDA0003427626640000041
实施例3
本发明提供的一种粗碳酸锂提纯电池级碳酸锂的方法，具体工艺过程参阅图1，包括下述步骤：
1)将8.0g粗碳酸锂加入50ml稀硫酸溶解，将溶解完毕的溶液PH调制13，并加入5ml30％过氧化氢氧化，过300目滤网，分别收集滤液和滤饼，
2)将滤渣采用去离子水洗涤，洗涤后的洗涤液回收添加至步骤2)重新利用；滤液中加入10.6g碳酸钠，充分搅拌2h得到碳酸锂；
3)将上述得到的碳酸锂与水按照质量比1：6混合，在50℃的温度下陈化2h；过300目滤网，分别收集滤液和滤饼，滤饼采用去离子水洗涤，将洗涤后的滤饼在80℃烘干，得到电池级碳酸锂，根据GB/T 11064.1-2013，测得碳酸锂含量≥99.57％。
4)回收滤液和洗涤液备用，将洗涤重结晶过后的滤液蒸发浓缩，得到硫酸钠副产物，并将剩余滤液回收添加至步骤1)重新利用。
Figure BDA0003427626640000042
实施例4
本发明提供的一种粗碳酸锂提纯电池级碳酸锂的方法，具体工艺过程参阅图1，包括下述步骤：
1)将7.8g粗碳酸锂加入50ml稀硫酸溶解，将溶解完毕的溶液PH调制14，并加入5ml30％过氧化氢氧化，过300目滤网，分别收集滤液和滤饼，
2)将滤渣采用去离子水洗涤，洗涤后的洗涤液回收添加至步骤2)重新利用；滤液中加入10.6g碳酸钠，充分搅拌1h得到碳酸锂；
3)将上述得到的碳酸锂与水按照质量比1：5混合，在80℃的温度下陈化1h；过300目滤网，分别收集滤液和滤饼，滤饼采用去离子水洗涤，将洗涤后的滤饼在80℃烘干，得到电池级碳酸锂，根据GB/T 11064.1-2013，测得碳酸锂含量≥99.62％。
4)回收滤液和洗涤液备用，将洗涤重结晶过后的滤液蒸发浓缩，得到硫酸钠副产物，并将剩余滤液回收添加至步骤1)重新利用。
Figure BDA0003427626640000051

Claims (5)

1.一种粗碳酸锂提纯电池级碳酸锂的方法，其特征在于，主要包括下述步骤：
1)向将粗碳酸锂加入稀硫酸溶解，将溶解完毕的溶液PH调制12-14，并加入过氧化氢氧化，过滤；
2)将滤渣洗涤后的洗涤液回收，并且滤液中加入碳酸钠，充分搅拌1-3h得到碳酸锂；
3)将步骤2)得到的碳酸锂与水混合，在40-80℃的温度下陈化1-3h；过滤、洗涤，将滤饼洗涤烘干，得到电池级碳酸锂；回收滤液和洗涤液，加入步骤1)中重复利用。
2.根据权利要求1所述的一种粗碳酸锂提纯电池级碳酸锂的方法，其特征在于，还包括将步骤3)得到的滤液重结晶过后，滤液蒸发浓缩，得到硫酸钠副产物，并将剩余滤液回收加入步骤1)中重复利用。
3.根据权利要求1所述的一种粗碳酸锂提纯电池级碳酸锂的方法，其特征在于，所述的粗碳酸锂和碳酸钠的质量比为1:0.8-1。
4.根据权利要求1所述的一种粗碳酸锂提纯电池级碳酸锂的方法，其特征在于，步骤3)所述的碳酸锂与水的质量比为1：5-8。
5.根据权利要求1所述的一种粗碳酸锂提纯电池级碳酸锂的方法，其特征在于，步骤3)所述的洗涤采用去离子水洗涤。
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