[发明专利]提取锂的方法

说明书

本发明提供一种提取锂的方法，所述方法包括以下步骤：准备包含杂质的磷酸锂；将所述磷酸锂和杂质溶解在酸中；在酸中溶解有所述磷酸锂和杂质的溶解液中，投入添加剂来得到含锂溶液，所述添加剂是同时析出磷酸阴离子和杂质的物质，通过所述添加剂来得到的含锂溶液为碱性。

技术领域

本发明涉及一种提取锂的方法。

背景技术

近年来，二次锂电池作为移动电话、笔记本电脑等IT设备的电源被多样化利用，而且还作为电动车的动力源而受到瞩目，并且预计未来几年内电动车和新再生能源电力存储系统(Electricity Storage System)将快速发展，因此二次锂电池的需要急剧增长。

用于作为电动车和电力存储系统的重要配件的阳极材料、阴极材料及电解质的原料的锂主要以碳酸锂(Li₂CO₃)的形态使用。因此，为了以低成本制造预计需求大幅增加的电动车和电力存储系统，并顺利供应到市场，需要开发能够经济地制造碳酸锂的技术。

一般来说，碳酸锂是通过将含有0.2至1.5g/L程度的锂的天然盐水(Brine)自然蒸发，浓缩成60g/L程度的高浓度锂，然后投入碳酸盐，并以碳酸锂(Li₂CO₃)的形态析出而生产。但是，由于碳酸锂的高溶解度(13g/L)，为了将锂浓缩成60g/L的程度，需要经过一年以上的长时间来蒸发、浓缩盐水，并且在蒸发、浓缩过程中，析出并损失大量的锂。

为了解决所述问题，开发了能够使自然蒸发工艺最小化的磷酸锂 (Li₃PO₄)的提取方法(韩国授权专利10-1363342)。当利用磷酸锂的提取方法，将锂提取为磷酸锂的形态时，由于磷酸锂的低溶解度 (0.39g/L)特性，可以去除或大幅缩短长时间的盐水的蒸发、浓缩过程，而且抑制蒸发浓缩过程中产生的锂的损失，从而能够以高回收率提取锂。但是，如上所述，为了将磷酸锂用作二次锂电池的原料，需要将磷酸锂转变为碳酸锂。

近年来，开发了制造碳酸锂的技术，即在高温(90℃以上)的磷酸锂-水悬浊液(slurry)中混合Ca(OH)₂，制造锂的浓度为5g/L以下的低浓度氢氧化锂溶液，然后对所述氢氧化锂溶液进行蒸发并浓缩，制造锂的浓度为30g/L以上的高浓度氢氧化锂溶液，然后投入二氧化碳(CO₂)气体来制造碳酸锂。

但是，在当利用所述方法将磷酸锂转变为碳酸锂时，需要在高温加热磷酸锂悬浊液之后，进行长时间反应，而且需要将低浓度氢氧化锂溶液蒸发而浓缩，因此存在能源成本增加的问题(韩国授权专利 10-1405486)。

并且，开发了以下制造碳酸锂的方法，即将磷酸锂溶解在酸中而制造锂的浓度为0.05g/L至0.16g/L的锂溶液之后，利用离子交换树脂去除二价离子碱土金属和磷，并且将利用双极膜电渗析而得到的锂的浓度为3.5g/L至4.5g/L的氢氧化锂水溶液与二氧化碳气体反应而得到碳酸锂。

但是，当利用所述方法制造碳酸锂时，由于锂溶液中的锂的浓度过低，锂的回收率低，并且需要昂贵的大型电分解设备，而且随着使用大量的电，制造成本大幅增加(韩国授权专利10-1888181)。

另外，还开发了以下制造碳酸锂的制作方法，即在磷酸锂-金属化合物(铁、铜、铝、锌、锰、钙、铈、钇或镧化合物中的一种)混合悬浊液中投入酸并进行溶解之后，投入氢氧化碱，将pH调节为1 至10，从而制造去除金属和磷的高浓度锂溶液，并在所述高浓度锂溶液中添加碳酸盐来制造碳酸锂。但是，当使用所述方法时，为了将磷酸锂和金属化合物全部溶解，酸的使用量增加。并且，为了引导并析出溶解有磷酸锂的酸性溶液中的金属离子而投入碱时，随着将反应溶液的pH限制为1～10，重金属离子可能不会完全被去除，在溶解磷酸锂-金属化合物混合物之后，通过投入碱来调节pH，从而工艺变得复杂且原料的使用量增加，因此经济性下降(日本授权专利 JP5632169B2JP5528153B2)。