一種電池級一水氫氧化鋰的制備方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于電池材料生產(chǎn)技術(shù)領域，具體涉及一種電池級一水氫氧化鋰的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電池級氫氧化鋰作為鋰離子電池材料的原料之一，每年的需求量在不斷的增加。目前制備電池級氫氧化鋰的方法主要有:鋰輝石精礦硫酸浸出冷凍法和普通碳酸鋰石灰苛化法，碳酸鋰石灰苛化法因成本高而沒有得到大規(guī)?；瘧?，鋰輝石精礦硫酸浸出冷凍法工藝應用很是廣泛，但目前鋰輝石精礦硫酸浸出冷凍法的工藝在礦浸出鋰得到硫酸鋰浸出液后都要經(jīng)過三次結(jié)晶純化才能得到合格的電池級一水氫氧化鋰產(chǎn)品，經(jīng)過三次蒸發(fā)結(jié)晶不僅蒸發(fā)器投資的數(shù)量多，還能耗高，并且氫氧化鋰溶液在蒸發(fā)濃縮過程中還會有相當一部分鋰液被蒸發(fā)的蒸氣帶走，造成鋰的收率進一步降低，這就是該工藝一直以來鋰收率都低的最根本原因，同時鋰收率低的還有一個重要原因是冷凍時從高濃度氫氧化鋰溶液中冷凍分離出來的十水硫酸鈉表面也帶走了相當一部分的鋰，所以要想降低電池級氫氧化鋰的生產(chǎn)成本，除了要縮短工藝流程外還得要把鋰的損耗降下來。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能有效降低成本和能耗，并確保鋰收率的電池級一水氫氧化鋰的制備方法。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種電池級一水氫氧化鋰的制備方法，包括以下步驟:
(1)硫酸鋰溶液除雜凈化步驟:將硫酸鋰液升溫至60?80°C，加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液的PH值為9?11，再加入草酸鈉繼續(xù)在60?80 °C的溫度下攪拌20?30分鐘進行沉淀鈣，然后過濾，得到硫酸鋰凈化液；
(2)冷凍分離步驟:在硫酸鋰凈化液中加入與鋰對應理論量的氫氧化鈉進行溶解，之后冷凍至-2?0°C析出十水硫酸鈉，然后離心分離，得到氫氧化鋰冷凍液和十水硫酸鈉，將氫氧化鋰冷凍液與純水進行熱交換，得到3?5°C的低溫純水和換熱后的氫氧化鋰冷凍液，用低溫純水對十水硫酸鈉進行洗滌，得到洗水A ;
(3)—水氫氧化鋰粗品制備步驟:將換熱后的氫氧化鋰冷凍液和洗水A混合，進行蒸發(fā)結(jié)晶，然后離心分離，得到結(jié)晶和蒸發(fā)結(jié)晶母液，用1.3?1.5倍于結(jié)晶質(zhì)量的氫氧化鋰冷凍液對結(jié)晶進行淋洗，得到一水氫氧化鋰粗品和淋洗后液，淋洗后液混入蒸發(fā)結(jié)晶母液中，返回步驟(2)進行冷凍；
(4)一水氫氧化鋰粗品溶解凈化步驟:一水氫氧化鋰粗品用純水或步驟(5)返回的重結(jié)晶母液和淋洗水B的混合液在90?100°C的溫度下溶解至飽和，然后趁熱保溫過濾，并在濾液中加入添加劑，得到氫氧化鋰精制液；其中，添加劑的加入量為每立方米的濾液中加入
0.02 ?0.2Kg ； (5)重結(jié)晶步驟:對步驟(4)得到的氫氧化鋰精制液進行冷卻結(jié)晶，離心分離后用純水淋洗，得到電池級一水氫氧化鋰濕品，同時得到重結(jié)晶母液和淋洗水B的混合液，電池級一水氫氧化鋰濕品在70?90°C的溫度下烘干后得到電池級一水氫氧化鋰成品。
[0005]所述步驟(I)中的硫酸鋰溶液為用硫酸浸出鋰輝石精礦得到的硫酸鋰溶液、用硫酸溶解碳酸鋰得到的硫酸鋰溶液、用硫酸脫附吸附劑所吸附的鋰得到的硫酸鋰溶液中的任意一種或多種的混合溶液。
[0006]所述步驟(I)中草酸鈉的加入量為硫酸鋰溶液中鈣對應理論草酸鈉量的1.1?
1.2 倍。
[0007]所述步驟(4)中的添加劑為檸檬酸、EDTA中的任意一種或兩種的混合物。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是:在對普通硫酸鋰溶液進行凈化除鈣時不引入碳酸根離子，有利于后面得到的電池級一水氫氧化鋰產(chǎn)品碳酸根不超標，高濃度鋰液冷凍分離出來的十水硫酸鈉采用低溫水洗滌回收了十水硫酸鈉中的鋰，在對氫氧化鋰重結(jié)晶時引入了添加劑有效保證了電池級氫氧化鋰產(chǎn)品中的鈣鎂離子品質(zhì)，于是在僅需兩次結(jié)晶的情況下即可得到電池級一水氫氧化鋰成品，而且還提高了鋰的收率。所以本發(fā)明在提高了鋰收率的同時也縮短了工藝流程，減少了設備投入，降低了能耗，成本效益顯著。
[0009]【具體實施方式】:
以下結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0010]實施例1
一種電池級一水氫氧化鋰的制備方法，包括以下步驟:
(1)在5000L的反應釜中加入4000L鈣含量為0.06g/L、鋰含量為15g/L的來自用硫酸浸出鋰輝石精礦得到的硫酸鋰溶液，并將硫酸鋰溶液溫度升溫到80°C，然后加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)硫酸鋰溶液PH值為9，再加入965g草酸鈉繼續(xù)維持80°C攪拌20分鐘，然后過濾，得到鋰含量為15g/L的硫酸鋰凈化液；
(2)在4000L鋰含量為15g/L的硫酸鋰凈化液中加入357Kg質(zhì)量含量為96%的氫氧化鈉進行充分溶解，然后冷凍至_2°C析出十水硫酸鈉，再進行離心分離，得到氫氧化鋰冷凍液和十水硫酸鈉，氫氧化鋰冷凍液與純水進行熱交換，得到3°C的低溫純水和換熱后的氫氧化鋰冷凍液，用0.8倍于離心機中十水硫酸鈉質(zhì)量的低溫純水對離心機中十水硫酸鈉進行離心洗滌，得到洗水A ;
(3)換熱后的氫氧化鋰冷凍液與同洗水A—起進行連續(xù)進料蒸發(fā)結(jié)晶，蒸發(fā)器云腿連續(xù)放出一水氫氧化鋰晶漿，并同時控制蒸發(fā)器的液位平衡，放出的晶漿進行離心分離，得到結(jié)晶和蒸發(fā)結(jié)晶母液，用1.5倍于結(jié)晶質(zhì)量的氫氧化鋰冷凍液對結(jié)晶進行淋洗，得到一水氫氧化鋰粗品和淋洗后液，淋洗后液混入蒸發(fā)結(jié)晶母液中，返回步驟(2)進行冷凍；
(4)在5000L的反應釜中加入2000L純水升溫到90°C，然后投入860Kg—水氫氧化鋰粗品，之后補加純水至溶液總體積為3000L，再保持90°C的溫度攪拌溶解15分鐘，然后保溫進行過濾，得到濾液，濾液中加入0.6KgEDTA，得到氫氧化鋰精制液；
(5)將3000L的氫氧化鋰精制液進行降溫冷卻到45°C析出一水氫氧化鋰結(jié)晶，然后進行離心分離，用0.5倍于離心機中一水氫氧化鋰結(jié)晶質(zhì)量的純水進行離心淋洗，得到電池級一水氫氧化鋰濕品，同時得到重結(jié)晶母液和淋洗水B的混合液，電池級一水氫氧化鋰濕品在70°C的溫度下烘干后得到電池級一水氫氧化鋰成品。
[0011]實施例2
一種電池級一水氫氧化鋰的制備方法，包括以下步驟:
(1)在5000L的反應釜中加入4000L鈣含量為0.06g/L、鋰含量為14g/L的來自用硫酸脫附吸附劑所吸附的鋰得到的硫酸鋰溶液，并將硫酸鋰溶液溫度升溫到60°C，然后加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)硫酸鋰溶液PH值為11，再加入885g草酸鈉繼續(xù)維持60°C攪拌30分鐘，然后過濾，得到鋰含量為14g/L的硫酸鋰凈化液；
(2)在4000L鋰含量為14g/L的硫酸鋰凈化液中加入333Kg質(zhì)量含量為96%的氫氧化鈉進行充分溶解，然后冷凍至0°C析出十水硫酸鈉，再進行離心分離，得到氫氧化鋰冷凍液和十水硫酸鈉，氫氧化鋰冷凍液與純水進行熱交換，得到5°C的低溫純水和換熱后的氫氧化鋰冷凍液，用0.9倍于離心機中十水硫酸鈉質(zhì)量的低溫水對離心機中十水硫酸鈉進行離心洗滌，得到洗水A ；
(3)換熱后的氫氧化鋰冷凍液與同洗水A—起進行連續(xù)進料蒸發(fā)結(jié)晶，蒸發(fā)器云腿連續(xù)放出一水氫氧化鋰晶漿，并同時控制蒸發(fā)器的液位平衡，放出的晶漿進行離心分離，得到結(jié)晶和蒸發(fā)結(jié)晶母液，用1.3倍于結(jié)晶質(zhì)量的氫氧化鋰冷凍液對結(jié)晶進行淋洗，得到一水氫氧化鋰粗品和淋洗后液，淋洗后液混入蒸發(fā)結(jié)晶母液中，返回步驟(2)進行冷凍；
(4)在5000L的反應釜中加入2500L重結(jié)晶母液與淋洗水B的混合液，并升溫到100°C，然后投入220Kg —水氫氧化鋰粗品，之后補加重結(jié)晶母液與淋洗水B的混合液至溶液總體積為3000L，再保持100°C的溫度攪拌溶解15分鐘，然后保溫進行過濾，得到濾液，濾液中加入0.06KgEDTA，得到氫氧化鋰精制液；
(5)將3000L的氫氧化鋰精制液進行降溫冷卻到40°C結(jié)晶析出一水氫氧化鋰，然后進行離心分離，用0.6倍于離心機中一水氫氧化鋰結(jié)晶質(zhì)量的純水進行離心淋洗，得到電池級一水氫氧化鋰濕品，同時得到重結(jié)晶母液和淋洗水B的混合液，電池級