[发明专利]富锂老卤除硼制备电池级碳酸锂的方法

说明书

本发明公开富锂老卤除硼制备电池级碳酸锂的方法，包括以下步骤：A.辅料投入；B.酸化电离；C.沉铝除硼；D.碱化除杂；E.纯碱沉锂；反应完全后经离心、洗涤、干燥得到电池级碳酸锂。本发明的富锂老卤除硼制备电池级碳酸锂的方法除硼效果好，渣锂含量低，锂收率高；同时具有流程短、成本低、能耗低、效率高、操作简单、绿色环保等优势，能实现大规模工业化生产。

技术领域

本发明涉及卤水除硼领域，特别是涉及富锂老卤除硼制备电池级碳酸锂的方法。

背景技术

锂是自然界最轻、最活泼的金属元素，常见的锂盐有碳酸锂、氟化锂、氢氧化锂、氯化锂、溴化锂等，锂及其化合物在人类生活生产中被广泛应用于陶器、玻璃、药品、铝产品、合成橡胶、塑料、锂电池、制冷剂、军工、高科技等领域，锂有着“推动人类进步的能源金属”的美誉。自然界中的锂资源主要存在于花岗伟晶岩型矿床、盐湖卤水、海水及地热水中。据统计，盐湖卤水锂资源储量约占锂资源总量的70～80％，因此盐湖卤水提锂将成为锂盐生产的主要方向。

盐湖卤水成分含量较为复杂，不仅含钠、镁、钙、钾等金属元素，还含有硅、硼、硫、溴等非金属元素。这些杂质元素大多可以通过分类结晶、沉降等手段分离得到较高纯度的锂盐，但硼元素在卤水中主要以硼酸或硼酸盐的形式存在，且硼酸及硼酸盐在水中的溶解度较大，较难将卤水中的硼元素降到较低水平，这势必对后续锂盐产品质量造成较大影响。

近年来，众多科研工作者对卤水除硼工艺做了大量的工作。中国专利号201710627613.1公开了一种含锂卤水的树脂除硼方法。所述方法主要利用硼去除专用树脂对硼元素的吸附特性来达到除硼之目的。该方法树脂材料昂贵，在反复使用、洗脱、再生过程中容易造成树脂破损和损耗，生产成本较高。中国专利号201710627631.X公开了一种含锂卤水的萃取除硼方法。该方法缺陷在于萃取剂的制造成本较高，萃取过程有部分溶于水，另外部分萃取剂有毒性，不仅造成浪费还污染环境。中国专利号201510392024.0公开了一种从盐湖卤水中提取锂的方法。所述方法通过向卤水中加酸沉淀析出硼酸，固液分离除硼。该方法仅可以脱除卤水中50～60％的硼，脱硼效率较低，不能满足生产要求。中国专利号201410255516.0公开了一种水体除硼的方法。所述方法包括将氧化镁加入含硼水体，加热搅拌以初步除硼，再向滤液中加氧化剂，加热搅拌以精除硼。该方法应用对象主要是未浓缩前含硼量较低的卤水或海水，且须将卤水加热，能耗较大，同时精除硼过程涉及氧化剂，对设备的要求较高。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中的不足而完成的，本发明的目的是提供除硼效果好，渣锂含量低，锂收率高；同时具有流程短、成本低、能耗低、效率高、操作简单、绿色环保等优势，能实现大规模工业化生产的富锂老卤除硼制备电池级碳酸锂的方法。

本发明的富锂老卤除硼制备电池级碳酸锂的方法，包括以下步骤：

A.辅料投入：往富锂老卤中加入计量铝盐，控制老卤中硼与铝盐中铝的摩尔比为1:1～1:1.2，在常温下搅拌0.5～1.0h，使充分混匀形成初级混合料；

B.酸化电离：往步骤A得到的初级混合料中加酸调节料浆pH值至0.5～1.0，在常温下搅拌1.0～2.0h，得到二级混合料；

C.沉铝除硼：往步骤B的二级混合料中加碱调节料浆pH至中性，在常温下搅拌2.0～3.0h，压滤后得到除硼渣和除硼液；

D.碱化除杂：向步骤C得到的除硼液中加入无机碱调节溶液pH至12～13，在50～80℃条件下搅拌0.5～1.0h，压滤得到含锂净化液和碱化除杂渣，所述碱化除杂渣经调浆后返回步骤C循环使用；

E.纯碱沉锂：往步骤D得到的含锂净化液中加入计量的纯碱溶液，纯碱加入量为步骤D中含锂净化液中锂的摩尔量的0.5～0.60倍，在90～100℃条件下反应1.0～2.0h，反应完全后经离心、洗涤、干燥得到电池级碳酸锂。

本发明的富锂老卤除硼制备电池级碳酸锂的方法还可以是：