[发明专利]由盐水制备高纯度碳酸锂

说明书

本发明涉及一种用于由盐水制备高纯度碳酸锂的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于由盐水制备高纯度碳酸锂的方法。

背景技术

碳酸锂是用于生产锂离子电池的重要材料。锂离子电池被用作电动车辆、移动无线电设备和电网存储装置中的能量储存装置。锂离子电池的生产需要使用高纯度锂，因为污染会降低电池的容量和寿命。

锂特别地可以由盐水获得，这些盐水可能被碱土金属诸如镁和钙污染，并且还被钾、氯化物、溴化物或硼酸盐污染。

天然盐水构成66％的全球锂储量的基础。然而，此类盐水通常仅含有非常少量的锂。例如，来自犹他州的大盐湖的盐水仅含有约34至66ppm的锂。其他天然盐溶液例如像来源于矿井或来自地下水的其他来源的那些可以含有按重量计最高达0.5％的锂。然而，此类浓盐溶液是稀有的。

因此由盐水制备高纯度锂在技术上是高度复杂的并且在经济上是非常昂贵的。

用于制备碳酸锂的传统技术要求首先借助于太阳辐照进一步蒸发盐水中的水，然后将盐杂质、特别是氢氧化镁和氢氧化钙盐析出并且然后通过过滤去除。此方法是非常耗时的并且因此在商业上不能令人满意地用于满足对高纯度锂的日益增长的需求。US-B4243392披露了使用此方法来制备高纯度氯化锂，然后由其首先获得碳酸锂，并且在进一步工艺的过程中通过电解可以获得高纯度锂。

US-B 4980136描述了一种用于制备具有99％的纯度的氯化锂的方法，其中首先通过从含锂的盐水蒸发水来使镁杂质沉淀，并且然后通过醇、尤其借助于异丙醇萃取锂。然后可以通过从醇混合物结晶来以高纯度获得氯化锂。此方法的缺点是大尺寸的设施，其由于生态和经济原因而仅具有有限的适用性。

使用无机离子交换剂来吸附并移出锂离子。例如，DE-A19541558披露了通过锂离子的离子交换纯化由包含钠沸石X的盐水形成的氯化锂溶液。

US-B 5599516描述了使用多晶水合铝组合物来由盐水获得高纯度锂。

US-B 4859343和US-B 4929588披露了使用结晶锑酸从盐水中去除污染物，特别是去除镁、钙和钠离子以便获得高纯度锂。

US-B 4381349描述了使用氢氧化铝在其上沉积的弱碱性阴离子交换剂来回收锂离子。

以上方法的缺点是无机材料具有低机械稳定性和化学稳定性并且因此仅可以用于几个吸附循环。其在工业过程中的使用因此也处于生态和经济劣势。

“The recovery of pure lithium chloride frombrinescontaining highercontents of calcium chloride and magnesium chloride[从含有较高含量的氯化钙和氯化镁的“盐水”回收纯氯化锂]”,Hydrometallurgy[湿法冶金],27(1991),第317至325页披露了锂离子在亚氨基二乙酸树脂和氨基甲基树脂上的吸附。然而，在此文献中，使用这些树脂的目的在于从盐水中去除杂质。没有描述通过结合在亚氨基二乙酸树脂或氨基甲基树脂上的锂离子的吸附和洗脱及其向碳酸锂的转化来获得高纯度锂。

DE-A 19809420描述了一种用于制备高纯度碳酸锂的方法，其中首先通过添加二氧化碳将碳酸锂和水的混合物转化为碳酸氢锂，并且然后将此混合物通过由弱酸性以及还有强酸性阳离子交换剂构成或由含有氨基亚烷基膦酸基团或亚氨基二乙酸基团的螯合树脂构成的离子交换剂模块以便从而去除杂质，并且然后使碳酸锂沉淀并将其移出。

现有方法的另一个缺点是它们在技术上实现起来是复杂的，并且因此不必要地浪费了大量资源并且需要高成本，也就是说它们在经济方面不能令人满意地实施。

因此，目标在于提供一种用于制备碳酸锂的方法，通过该方法可以克服现有技术的缺点。

发明内容