[发明专利]一种从含锂低镁卤水中制备氢氧化锂的方法

说明书

本发明提供了一种从含锂低镁卤水中制备氢氧化锂的方法，涉及盐湖提锂技术领域。本发明采用无机碱调节含锂低镁卤水的pH值调节至10以上沉淀钙和镁，得到除钙和镁的含锂卤水；采用有机萃取剂萃取除钙和镁的含锂卤水中的锂，得到含钠和钾的萃余液和含锂负载有机相；再用无机酸溶液对含锂负载有机相进行反萃，得到锂盐溶液；将锂盐溶液纯化后进行电解，得到氢氧化锂溶液；将氢氧化锂溶液浓缩和析晶，得到氢氧化锂和氢氧化锂沉锂母液。本发明方法操作简便，氢氧化锂产品收率高、纯度高，且材料循环利用率高、成本低，可连续化制备氢氧化锂，特别适合地理位置偏远，原材料运输成本高，光伏发电和储能度电成本低的西藏、青海、南美的盐湖提锂。

技术领域

本发明涉及盐湖提锂技术领域，特别涉及一种从含锂低镁卤水中制备氢氧化锂的方法。

背景技术

目前，锂元素被广泛用于锂电池、玻璃、陶瓷、合金、润滑剂、医药等各领域中。根据锂资源的来源，可以将其分为卤水型和矿石型。矿石提锂是对锂辉石、锂云母、透锂长石和锂蒙托石等矿石进行选矿、高温煅烧、浸出、纯化、浓缩和沉淀等工艺处理，这些工艺需要高的能量消耗，矿石提锂的综合成本较高，矿石提锂的锂盐价格难以进一步下降。与矿石资源不同，卤水型锂资源中存在着溶解态的锂离子，相比矿石提锂，盐湖卤水提锂省去了高温煅烧和浸出的过程，盐湖提锂天然地具有成本低的优势。

随着电动汽车续行里程的增长，以特斯拉松下电池为代表的高镍锂电池成为行业发展趋势，而生产高镍锂电池正极材料需要用到电池级氢氧化锂，未来氢氧化锂需求增长率会明显快于碳酸锂。

目前盐湖提锂生产氢氧化锂一般先以氯化锂生产碳酸锂，再以碳酸锂为原料采用苛化的方法生产氢氧化锂，该工艺路线冗长复杂，锂离子收率低，原辅材料成本高，资源浪费严重，产品质量差。专利CN106011917A舍弃传统方法，用锂离子含量8～30g/L，钠离子含量6～20g/L，钾离子≤1500ppm，钙、镁离子总量≤0.15ppm，硫酸根及硼元素总量≤50ppm的氯化锂溶液进行离子膜电解槽电解，阳极侧获得淡盐水、氯气；阴极侧获得氢气、氢氧化锂和氢氧化钠及微量氢氧化钾的混合溶液。但该方法电解前的氯化锂溶液中钠离子和钾离子浓度高，电解过程中产生不少氢氧化钠和氢氧化钾，这样一是降低了电解产能、增加了电解成本，二是增加了将氢氧化锂和氢氧化钠及微量氢氧化钾的混合溶液生产成电池级氢氧化锂产品的成本和难度。专利CN100455512C中向锂盐溶液中加入氢氧化钠之后，需要冷冻、过滤分离得到钠盐，再将过滤后的氢氧化锂滤液蒸发浓缩再冷却结晶得到氢氧化锂一次粗品，再用去离子水重溶、除杂、过滤、蒸发浓缩、冷却结晶最终得到氢氧化锂产品。该方法整个生产过程中需要冷冻后再加热蒸发，不仅蒸发器、冷冻设备投资数量多，能耗高；并且氢氧化锂溶液在蒸发浓缩过程中还会有相当一部分锂被蒸发的蒸气带走，同时冷冻时从高浓度氢氧化锂溶液中冷冻分离出来的钠盐表面也会带走相当一部分的锂造成锂的收率降低。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种从含锂低镁卤水中制备氢氧化锂的方法。本发明提供的方法操作简便，氢氧化锂产品的收率高、纯度高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种从含锂低镁卤水中制备氢氧化锂的方法，包括以下步骤：

(1)采用无机碱调节含锂低镁卤水的pH值至10以上沉淀钙和镁，得到除钙和镁的含锂卤水；所述含锂低镁卤水中锂的浓度为0.2～6g/L，镁的浓度6g/L；

(2)采用有机萃取剂萃取所述除钙和镁的含锂卤水中的锂，得到含钠和钾的萃余液和含锂负载有机相；然后用无机酸溶液对所述含锂负载有机相进行反萃，得到锂盐溶液；所述无机酸溶液为二氧化碳和水的混合液、盐酸、硫酸或硝酸；

(3)将所述锂盐溶液纯化后进行电解，得到氢氧化锂溶液；当步骤(2)中的无机酸溶液为硫酸或硝酸时，所述电解为双极膜电渗析；当步骤(2)中的无机酸溶液为二氧化碳和水的混合液或盐酸时，所述电解为双极膜电渗析或离子膜电解；