一种粗碳酸锂的氢化-泡沫浮选一步法提纯制备电池级碳酸锂的工艺

技术领域

本发明涉及碳酸锂提纯技术领域，具体的，涉及一种粗碳酸锂的氢化-泡沫浮选一步法提纯制备电池级碳酸锂的工艺。

背景技术

锂离子电池作为一种新的储能电池产品，广泛应用于日用消费电子产品、电动工具、交通工具及发电厂的储能电源系统。锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等锂盐产品，其中锂的来源主要是氢氧化锂和碳酸锂，大多是从盐湖卤水和锂矿石中提取。由于盐湖卤水和锂矿石中锂的含量低，提取工艺复杂，所生产的锂盐产品大部分为工业级碳酸锂(又称为粗碳酸锂)，其碳酸锂含量一般低于99.2％。一些金属离子杂质对锂离子电池正极材料的性能有很大影响，因此对合成原料的纯度有较高要求。生产电池正极材料用的电池级碳酸锂要求纯度99.5％以上。

目前，氢化分解法是粗碳酸锂的主要提纯方法之一。中国发明专利(申请号为CN202210710500.9)公开了粗碳酸锂的氢化分解提纯方法，其技术方案是将粗碳酸锂与纯净水混合均匀配成浆液，然后采用多级碳化的方式制备碳酸氢锂溶液，再将碳酸氢锂溶液加热分解，脱去二氧化碳气体，得到含碳酸锂晶体的悬浮液；最后将碳酸锂晶体悬浮液进行离心、洗涤、干燥处理，得到纯化碳酸锂。该发明专利没有提到如何除去杂质金属离子，实施例中的碳酸锂纯度仅在97.9～99.3％范围。中国发明专利(申请号为CN202211286999.1)公开了粗碳酸锂的氢化分解提纯方法，其技术方案是在低温下，在含一定浓度的粗碳酸锂悬浮液的碳化塔内通入二氧化碳，使之与碳酸锂反应生成碳酸氢锂溶液，然后将碳酸氢锂溶液通过离子交换法除去其中的金属离子杂质，再将除杂后的碳酸氢锂溶液加热至85℃～95℃，使碳酸氢锂分解为不溶性的碳酸锂，再经过滤、烘干后得到纯化的碳酸锂。该法虽然工艺比较简单，但是离子交换树脂需要再生。

发明内容：

为了克服现有粗碳酸锂提纯技术中存在的缺点，本发明提供了一种粗碳酸锂的氢化-泡沫浮选一步法提纯制备电池级碳酸锂的方法。本发明的技术原理是首先将CO

进一步的，所述步骤中，所述粗碳酸锂浆料的质量浓度为4％～8％。

进一步的，所述步骤中，CO

进一步的，所述步骤中，所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠，十二烷基硫酸铵，十二烷基苯磺酸，十二烷基苯磺酸钠，十二烷基苯磺酸铵，十二醇聚环氧乙烷醚硫酸钠(又称十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠，月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠等)，十二醇聚环氧乙烷醚硫酸铵(又称十二醇聚氧乙烯醚硫酸铵，月桂醇聚氧乙烯醚硫酸铵等)，或者它们的混合物。

进一步的，所述步骤中，所述的预先配制的阴离子表面活性剂溶液的质量浓度为5～20％，阴离子表面活性剂的加入量为氢化液质量的0.1％～0.2％。

进一步的，所述步骤中，热解温度为83～98℃，热解时间为60～120min。

进一步的，将所述步骤(5)中混合悬浮液过滤后的滤液及洗涤液回收，以全部或者部分替代所述步骤(1)中使用的所述纯净水。

进一步的，从氢化塔顶流出的泡沫用刮板刮出，收集后，加入消泡剂消泡后进行回收处理。所用消泡剂为聚醚消泡剂或者有机硅消泡剂。

本发明提供的方法工艺操作简单，环境友好，易于实现工业化生产，能获得纯度更高的碳酸锂产品，所产生的滤液可循环利用，在降低用水成本的同时还能提高碳酸锂的回收率。

附图说明

图1是本发明提供的粗碳酸锂的氢化-泡沫浮选一步法提纯制备电池级碳酸锂的工艺流程。

具体实施方式

通过以下实施例进一步阐述本发明，但本发明不仅局限于以下实施例。

实施例1

(1)在混合槽中加入960kg纯净水和40kg粗碳酸锂，配成粗碳酸锂质量浓度为4％的浆料，再加入20kg预先配制的质量浓度为5％的十二烷基硫酸钠溶液(即十二烷基硫酸钠质量为1kg)，搅拌均匀后用泵打入氢化塔；(2)向所述氢化塔中通入CO

实施例2

(1)在混合槽中加入920kg纯净水和80kg粗碳酸锂，配成粗碳酸锂质量浓度为8％的浆料，再加入10kg预先配制的质量浓度为20％的十二烷基硫酸钠溶液(即十二烷基硫酸钠质量为2kg)，搅拌均匀后用泵打入氢化塔；(2)向所述氢化塔中通入CO

实施例3

(1)在混合槽中加入940kg纯净水和60kg粗碳酸锂，配成粗碳酸锂质量浓度为6％的浆料，再加入10kg预先配制的质量浓度为10％的十二烷苯磺酸溶液(即十二烷基苯磺酸质量为1kg)，搅拌均匀后用泵打入氢化塔；(2)向所述氢化塔中通入CO

实施例4

(1)在混合槽中加入940kg纯净水和60kg粗碳酸锂，配成粗碳酸锂质量浓度为6％的浆料，再加入20kg预先配制的质量浓度为5％的十二烷基苯磺酸铵溶液(即十二烷基苯磺酸铵质量为1kg)，搅拌均匀后用泵打入氢化塔；(2)向所述氢化塔中通入CO

实施例5

(1)在混合槽中加入940kg纯净水和60kg粗碳酸锂，配成粗碳酸锂质量浓度为6％的浆料，再加入20kg预先配制的质量浓度为5％的十二醇聚环氧乙烷醚硫酸钠(即十二醇聚环氧乙烷醚硫酸钠质量为1kg)，搅拌均匀后用泵打入氢化塔；(2)向所述氢化塔中通入CO

实施例6

(1)在混合槽中加入920kg纯净水和8Ckg粗碳酸锂，配成粗碳酸锂质量浓度为6％的浆料，再加入10kg预先配制的质量浓度为5％的十二烷基硫酸钠和10kg预先配制的质量浓度为5％的十二醇聚环氧乙烷醚硫酸钠(即十二烷基硫酸钠和十二醇聚环氧乙烷醚硫酸钠质量各为1kg)，搅拌均匀后用泵打入氢化塔；(2)向所述氢化塔中通入CO

实施例7

(1)在混合槽中加入920kg纯净水和80kg粗碳酸锂，配成粗碳酸锂质量浓度为6％的浆料，再加入加入10kg预先配制的质量浓度为5％的十二烷基硫酸钠和10kg预先配制的质量浓度为5％的十二烷基苯磺酸铵(即十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸铵质量各为1kg)，搅拌均匀后用泵打入氢化塔；(2)向所述氢化塔中通入CO

实施例8

(1)在混合槽中加入960kg纯净水和40kg粗碳酸锂，配成粗碳酸锂质量浓度为4％的碳酸锂浆料，再加入10kg预先配制的质量浓度为5％的十二醇聚环氧乙烷醚硫酸铵溶液(即十二醇聚环氧乙烷醚硫酸铵质量为1kg)，搅拌均匀后用泵打入氢化塔；(2)向所述氢化塔中通入CO

实施例9

(1)在混合槽中加入960kg纯净水和40kg粗碳酸锂，配成粗碳酸锂质量浓度为4％的碳酸锂浆料，再加入5kg预先配制的质量浓度为10％的十二醇聚环氧乙烷醚硫酸铵溶液和5kg预先配制的质量浓度为10％的十二烷基硫酸钠(即十二醇聚环氧乙烷醚硫酸铵质量为0.5kg，十二烷基硫酸钠0.5kg)，搅拌均匀后用泵打入氢化塔；(2)向所述氢化塔中通入CO