[发明专利]一种硫酸锂溶液净化除杂及生产碳酸锂的方法

说明书

本发明公开了一种硫酸锂溶液净化除杂及生产碳酸锂的方法，包括以下步骤：对硫酸锂溶液依次加入硫化剂进行硫化除杂、加入吸附剂吸附除杂、通入O₃进行氧化转型、再经超声加压强化转型后，进行控温蒸发得到碳酸锂沉淀。本发明采用了加压和超声强化手段强化二氧化碳与溶液中锂反应生成碳酸氢锂的效率，进而提高锂的转换率和二氧化碳的利用率；后对该溶液进行控温蒸发，通过对蒸发温度升温进行控制，不仅使碳酸氢锂转变为碳酸锂，同时降低了碳酸锂对杂质的夹带，杂质的去除率高，产物中的锂提取率高、损失量少，产品纯度高。

技术领域

本发明属于溶液净化提纯和碳酸锂制备领域，尤其是在废旧池浸出和盐湖卤水提锂过程中得到的含氟、硅、磷、铜、镍、铁、铝等杂质的硫酸锂溶液的除杂净化及溶液中锂转化为碳酸锂。

背景技术

随着电动汽车产业的快速发展，锂的消耗量急剧增加。目前，电动汽车用锂主要来自于锂矿中锂、盐湖中锂及废旧电池中回收的锂。在对上述含锂物料进行处理过程中，往往会采用湿法冶金的工艺，进而得到含锂的溶液，尤其是硫酸锂溶液。但是由于锂矿、盐湖卤水、废旧动力电池，其均含有大量的其他杂质，导致得到的硫酸锂溶液纯度低，需要对其进行除杂净化处理。同时，硫酸锂溶液不能作为制备动力电池的直接原料，需要对其进行转型处理。因此，综合以上两点来看，对硫酸锂溶液进行除杂净化，并通过转型制备高纯碳酸锂，是提高现有工艺处理各类含锂原料经济价值的有力支撑。

专利申请号为CN201910755060.7的专利，公开了一种硫酸锂溶液净化除杂的方法，其主要采用过氧化钙去除硫酸锂溶液中的Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺、Fe²⁺、F^-。专利申请号为CN202111427276.4的专利，公开了一种硫酸锂溶液吸附碳化制备高纯碳酸锂的方法，其先将硫酸锂溶液、硫酸与偏铝酸钠浆料混合搅拌沉锂，过滤得到滤渣和滤液；再将滤渣加水配浆，并将浆液加入碳化反应槽，通入CO₂气体反应，过滤得到氢氧化铝和碳酸氢锂溶液；然后将碳酸氢锂溶液进行热解获得高纯碳酸锂。专利申请号为CN202111473298.4的专利，公开了一种碳酸锂的制备方法，其首先向溶液中加入碳酸钙，除去浆液中大部分Fe³⁺、A1³⁺杂质；后加入氢氧化钠和碳酸钠，超声搅拌反应除去溶液中的Mg²⁺、Fe²⁺、Ca²⁺及残留的A1³⁺、Fe³⁺杂质；后再采用离子交换柱得硫酸锂净完液，向净化液中加入碳酸钠制得碳酸锂。专利申请号为CN202111383149.9的专利，公开了一种锂云母除杂渣回收制备碳酸锂的工艺，其主要是向溶液中加入氢氧化物、氧化钙或碳酸钙等调节PH至9进行除杂，后采用加入纯碱饱和液沉锂。

整体看来，目前含锂溶液中杂质的去除，主要是利用杂质与锂的沉淀pH差异，通过加碱的方式对溶液中的杂质进行去除，但需要注意的是，直接加碱对溶液中杂质进行去除，易导致锂损失进入渣中，同时杂质的去除效率也有待提高。从溶液中沉淀出碳酸锂，目前主要采用向溶液中加入碳酸钠或通入二氧化碳的方式，使溶液中锂转换为碳酸锂；碳酸钠的加入会导致溶液中生成大量的硫酸钠。简单的通入二氧化碳沉锂，未对反应过程及碳酸氢锂热分解沉淀出碳酸锂过程进行控制，易导致锂的碳酸化转化率低及热分解过程易夹带杂质等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种硫酸锂溶液净化除杂及生产碳酸锂的方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种硫酸锂溶液净化除杂及生产碳酸锂的方法，包括以下步骤：

（1）向硫酸锂溶液中加入硫化剂和/或除杂助剂进行硫化除杂，反应后固液分离得到硫化除杂后液和硫化渣；

（2）在步骤（1）得到的所述硫化除杂后液中加入吸附剂进行吸附除杂，反应后固液分离得到吸附除杂后液和吸附渣；