1.本發(fā)明屬于新能源鋰電池原材料領(lǐng)域，具體涉及一種鋰輝石制備電池級(jí)碳酸鋰的方法。

背景技術(shù)：

2.電池級(jí)碳酸鋰是鋰離子動(dòng)力電池必不可少的原材料產(chǎn)品，其需求量逐年逐年增長(zhǎng)。現(xiàn)有的工業(yè)級(jí)碳酸鋰生產(chǎn)方法主要有兩種。一種是采用傳統(tǒng)的鋰礦石，如鋰輝石、鋰云母等生產(chǎn)，另一種則是用含鋰鹵水，如鹽湖鹵水、地下鹵水等生產(chǎn)。由于電池級(jí)碳酸鋰質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求較高，工業(yè)級(jí)碳酸鋰無(wú)法滿足需求，其用精制方法處理后，若含有大量的水溶性雜質(zhì)或水不溶性雜質(zhì)，則會(huì)大大降低電池級(jí)碳酸鋰的質(zhì)量。因此，根據(jù)原料的性質(zhì)和雜質(zhì)的種類，選擇適宜的方法去除更多的雜質(zhì)，提高電池級(jí)碳酸鋰的質(zhì)量，一直是本領(lǐng)域所致力追求的。

3.目前以工業(yè)級(jí)碳酸鋰為原料制備電池級(jí)碳酸鋰，主要有苛化法、電解法、氫化分解法等。上述方法存在生產(chǎn)工序復(fù)雜。也存在直接用鋰輝石為原料，采用石灰石焙燒法或硫酸鋰苛化冷卻結(jié)晶法制備電池級(jí)碳酸鋰。但通常需要高溫轉(zhuǎn)型焙燒，然后在酸化焙燒，即經(jīng)歷多次焙燒，或者需要使用硫酸，造成對(duì)環(huán)境的污染，對(duì)設(shè)備防腐要求高。因此，需要尋找一種制備工序簡(jiǎn)單，節(jié)約能耗，設(shè)備要求低，并能制備雜質(zhì)含量低，品質(zhì)高的電池級(jí)碳酸鋰的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.本發(fā)明目的在于提供一種鋰輝石制備電池級(jí)碳酸鋰的方法，所述方法是將鋰輝石、鈉質(zhì)鹽和鈣質(zhì)鹽經(jīng)過(guò)混合、焙燒、中性浸出、凈化除雜、沉鋰工序制備得到電池級(jí)碳酸鋰，上述原料及配料配比合理，結(jié)合高壓浸出、程序降溫除雜等方式，提高了凈化效果，最終制備得到的電池級(jí)碳酸鋰純度高，并且制備工序簡(jiǎn)單，環(huán)境友好，高效節(jié)能。

5.本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

6.本發(fā)明提供一種鋰輝石制備電池級(jí)碳酸鋰的方法，所述方法是將鋰輝石、鈉質(zhì)鹽和鈣質(zhì)鹽經(jīng)過(guò)混合、焙燒、中性浸出、凈化除雜、沉鋰工序制備得到電池級(jí)碳酸鋰，并且所述方法不含硫酸化焙燒，同時(shí)鋰輝石也不單獨(dú)經(jīng)過(guò)高溫轉(zhuǎn)型焙燒。

7.進(jìn)一步，所述鋰輝石、鈉質(zhì)鹽和鈣質(zhì)鹽的重量比為50

?

70％:20

?

30％:5

?

30％。

8.進(jìn)一步，所述鋰輝石、鈉質(zhì)鹽和鈣質(zhì)鹽的重量比為60％:22％:18％。

9.進(jìn)一步，所述鈉質(zhì)鹽為氯化鈉、碳酸鈉、硫酸鈉、硝酸鈉中的一種或兩種。

10.進(jìn)一步，所述鈣質(zhì)鹽為氯化鈣、碳酸鈣、硫酸鈣、硝酸鈣和氫氧化鈣中的一種或兩種。

11.本發(fā)明還提供了一種具體的鋰輝石制備電池級(jí)碳酸鋰的方法，所述方法包括如下步驟：

12.(1)混合：將鋰輝石粉碎過(guò)100目篩，與鈉質(zhì)鹽和鈣質(zhì)鹽混合30

?

50min，得到混料；

13.(2)焙燒：將混料在1000℃

??

1100℃焙燒1.5

?

2h，得到熟料；

14.(3)中性浸出：將水加入熟料，浸出固液比為1:2，在常溫下浸出30分鐘，過(guò)濾得到鹵水和浸出渣；

15.(4)凈化除雜：將鹵水冷卻到50℃，調(diào)整ph到12.5，然后以2.5℃/min的速度降溫至10℃，濾除析出的晶體后，再以1.5℃/min的速度降溫至0℃，濾除析出的晶體得到精制鹵水；

16.(5)沉鋰：在精制鹵水中加入經(jīng)凈化處理的純堿液(150

??

300g/l)，攪拌靜置后過(guò)濾，得到電池級(jí)碳酸鋰。

17.本發(fā)明取得的有益效果為：

18.本發(fā)明提供一種鋰輝石制備電池級(jí)碳酸鋰的方法，所述方法是將鋰輝石、鈉質(zhì)鹽和鈣質(zhì)鹽經(jīng)過(guò)混合、焙燒、中性浸出、凈化除雜、沉鋰工序制備得到電池級(jí)碳酸鋰，上述原料及配料配比合理，尤其采用常溫浸出，簡(jiǎn)單高效，縮短浸出時(shí)間，并同時(shí)采用程序降溫方式，分二個(gè)階段逐步降溫，進(jìn)而控制雜質(zhì)晶體的析出，提高了凈化效果，使得難除性雜質(zhì)也能得到凈化，最終制備得到的電池級(jí)碳酸鋰純度高，鋰轉(zhuǎn)化率達(dá)到86

?

92％，浸出渣含鋰低于0.18％，鋰的收率達(dá)到88

?

90％。并且制備過(guò)程中不含硫酸化焙燒，同時(shí)鋰輝石也不單獨(dú)經(jīng)過(guò)高溫轉(zhuǎn)型焙燒。與現(xiàn)有技術(shù)相比，制備工序簡(jiǎn)單，環(huán)境友好，高效節(jié)能。

附圖說(shuō)明

19.圖1本發(fā)明實(shí)施例1電池級(jí)碳酸鋰的制備工藝流程圖

具體實(shí)施方式

20.下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。

21.對(duì)比例1

22.按照以下方法制備電池級(jí)碳酸鋰。

23.配料：鋰輝石(6kg)、碳酸鈉(2.2kg)和硫酸鈣(1.8kg)。

24.(1)轉(zhuǎn)型焙燒：將鋰輝石置于回轉(zhuǎn)爐內(nèi)，在1180℃焙燒2h，使其轉(zhuǎn)型，冷卻后粉碎過(guò)篩；

25.(2)混合：將轉(zhuǎn)型并粉碎后的鋰輝石與鈉質(zhì)鹽和鈣質(zhì)鹽混合50min，得到混料；

26.(3)浸出：將水加入混料，浸出固液比為1:2，在300℃，并在0.8mpa高壓下浸出2h，過(guò)濾得到鹵水和浸出渣；

27.(4)凈化除雜：將鹵水冷卻，浸出渣三級(jí)逆流洗滌后洗滌液并入鹵水，然后過(guò)螯合樹(shù)脂除雜，得到精制鹵水；

28.(5)沉鋰：在精制鹵水中加入燒堿，使溶液ph為12，攪拌靜置后過(guò)濾，得到電池級(jí)碳酸鋰。

29.將得到的碳酸鋰烘干，稱重，并測(cè)定含量，浸出渣含鋰0.38％，鋰的收率為79.3％。

30.對(duì)比例2

31.按照以下方法制備電池級(jí)碳酸鋰。

32.配料：鋰輝石(6kg)、碳酸鈉(2.2kg)和硫酸鈣(1.8kg)。

33.(1)混合：將鋰輝石粉碎過(guò)100篩，與鈉質(zhì)鹽和鈣質(zhì)鹽混合50min，得到混料；

34.(2)焙燒：將混料在1050℃焙燒2h，得到熟料；

35.(3)中性浸出：將水加入熟料，浸出固液比為1:2，在300℃，并在0.8mpa高壓下浸出2h，過(guò)濾得到鹵水和浸出渣；

36.(4)凈化除雜：將鹵水冷卻室溫，濾除析出的晶體得到精制鹵水；

37.(5)沉鋰：在精制鹵水中加入燒堿，使溶液ph為12，攪拌靜置后過(guò)濾，得到電池級(jí)碳酸鋰。

38.將得到的碳酸鋰烘干，稱重，并測(cè)定含量，浸出渣含鋰0.47％，鋰的收率為78.4％。

39.對(duì)比例3

40.按照以下方法制備電池級(jí)碳酸鋰。

41.配料：鋰輝石(6kg)、碳酸鈉(2.2kg)。

42.(1)混合：將鋰輝石粉碎過(guò)100篩，與鈉質(zhì)鹽混合50min，得到混料；

43.(2)焙燒：將混料在1050℃焙燒2h，得到熟料；

44.(3)中性浸出：將水加入熟料，浸出固液比為1:2，在300℃，并在0.8mpa高壓下浸出2h，過(guò)濾得到鹵水和浸出渣；

45.(4)凈化除雜：將鹵水冷卻到50℃，然后以2.5℃/min的速度降溫至0℃，濾除析出的晶體得到精制鹵水；

46.(5)沉鋰：在精制鹵水中加入燒堿，使溶液ph為12，攪拌靜置后過(guò)濾，得到電池級(jí)碳酸鋰。

47.將得到的碳酸鋰烘干，稱重，并測(cè)定含量，浸出渣含鋰0.41％，鋰的收率為80.2％。

48.實(shí)施例1

49.按照以下方法制備電池級(jí)碳酸鋰。

50.配料：鋰輝石(6kg)、碳酸鈉(2.2kg)和硫酸鈣(1.8kg)。

51.(1)混合：將鋰輝石粉碎過(guò)100篩，與鈉質(zhì)鹽和鈣質(zhì)鹽混合50min，得到混料；

52.(2)焙燒：將混料在1050℃焙燒2h，得到熟料；

53.(3)中性浸出：將水加入熟料，浸出固液比為1:2，在常溫下浸出30分鐘，過(guò)濾得到鹵水和浸出渣；

54.(4)凈化除雜：將鹵水冷卻到50℃，加入燒堿，使溶液ph為12，然后以2.5℃/min的速度降溫至10℃，濾除析出的晶體后，再以1.5℃/min的速度降溫至0℃，濾除析出的晶體得到精制鹵水；

55.(5)沉鋰：在精制鹵水中加入經(jīng)凈化處理的純堿液(150

??

300g/l)，攪拌靜置后過(guò)濾，得到電池級(jí)碳酸鋰。

56.將得到的碳酸鋰烘干，稱重，并測(cè)定含量，浸出渣含鋰為0.15％，鋰的收率為88.8％。

57.實(shí)施例2

58.按照以下方法制備電池級(jí)碳酸鋰。

59.配料：鋰輝石(6kg)、碳酸鈉(1.2kg)、硫酸鈉(1kg)和硫酸鈣(1.8kg)。

60.(1)混合：將鋰輝石粉碎過(guò)100篩，與鈉質(zhì)鹽和鈣質(zhì)鹽混合40min，得到混料；

61.(2)焙燒：將混料在1050℃焙燒2h，得到熟料；

62.(3)中性浸出：將水加入熟料，浸出固液比為1:2，在常溫下浸出30分鐘，過(guò)濾得到鹵水和浸出渣；

63.(4)凈化除雜：將鹵水冷卻到50℃，加入燒堿，使溶液ph為12，然后以2.5℃/min的速度降溫至10℃，濾除析出的晶體后，再以1.5℃/min的速度降溫至0℃，濾除析出的晶體得到精制鹵水；

64.(5)沉鋰：在精制鹵水中加入經(jīng)凈化處理的純堿液(150

??

300g/l)，攪拌靜置后過(guò)濾，得到電池級(jí)碳酸鋰。

65.將得到的碳酸鋰烘干，稱重，并測(cè)定含量，浸出渣含鋰0.17％，鋰的收率為88.6％。

66.實(shí)施例3

67.按照以下方法制備電池級(jí)碳酸鋰。

68.配料：鋰輝石(6kg)、硝酸鈉(2.2kg)和硝酸鈣(1.8kg)。

69.(1)混合：將鋰輝石粉碎過(guò)100目篩，與鈉質(zhì)鹽和鈣質(zhì)鹽混合40min，得到混料；

70.(2)焙燒：將混料在1050℃焙燒2h，得到熟料；

71.(3)中性浸出：將水加入熟料，浸出固液比為1:2，在常溫下浸出30分鐘，過(guò)濾得到鹵水和浸出渣；

72.(4)凈化除雜：將鹵水冷卻到50℃，加入燒堿，使溶液ph為12，然后以2.5℃/min的速度降溫至10℃，濾除析出的晶體后，再以1.5℃/min的速度降溫至0℃，濾除析出的晶體得到精制鹵水；

73.(5)沉鋰：在精制鹵水中加入經(jīng)凈化處理的純堿液(150

??

300g/l)，攪拌靜置后過(guò)濾，得到電池級(jí)碳酸鋰。

74.將得到的碳酸鋰烘干，稱重，并測(cè)定含量，浸出渣含鋰為0.11％，鋰的收率為90.6％。

75.將上述試驗(yàn)例制備得到的碳酸鋰產(chǎn)品烘干后檢測(cè)其雜質(zhì)元素na、ca、fe的含量，結(jié)果如下：

76.試驗(yàn)例na(％)ca(％)fe(％)對(duì)比例10.0120.00480.0010對(duì)比例20.0090.00450.0009對(duì)比例30.0100.00350.0007實(shí)驗(yàn)例10.0030.00400.0005實(shí)驗(yàn)例20.0050.00420.0003實(shí)驗(yàn)例30.0030.00370.0004

77.以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。技術(shù)特征：

1.一種鋰輝石制備電池級(jí)碳酸鋰的方法，其特征在于，所述方法是將鋰輝石、鈉質(zhì)鹽和鈣質(zhì)鹽經(jīng)過(guò)混合、焙燒、中性浸出、凈化除雜、沉鋰工序制備得到電池級(jí)碳酸鋰，并且所述方法不含硫酸化焙燒，同時(shí)鋰輝石也不經(jīng)過(guò)高溫轉(zhuǎn)型焙燒。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰輝石制備電池級(jí)碳酸鋰的方法，其特征在于，所述鋰輝石、鈉質(zhì)鹽和鈣質(zhì)鹽的重量比為50

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70%:20

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30%:5

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30%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰輝石制備電池級(jí)碳酸鋰的方法，其特征在于，所述鋰輝石、鈉質(zhì)鹽和鈣質(zhì)鹽的重量比為60%:22%:18%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰輝石制備電池級(jí)碳酸鋰的方法，其特征在于，所述鈉質(zhì)鹽為氯化鈉、碳酸鈉、硫酸鈉、硝酸鈉中的一種或兩種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰輝石制備電池級(jí)碳酸鋰的方法，其特征在于，所述鈣質(zhì)鹽為氯化鈣、碳酸鈣、硫酸鈣、硝酸鈣和氫氧化鈣中的一種或兩種。6.根據(jù)權(quán)利要求1

?

5中任一項(xiàng)所述的鋰輝石制備電池級(jí)碳酸鋰的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：（1）混合：將鋰輝石粉碎過(guò)100目篩，與鈉質(zhì)鹽和鈣質(zhì)鹽混合30

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50min，得到混料；（2）焙燒：將混料在1000℃

?

1100℃焙燒1.5

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2h，得到熟料；（3）中性浸出：將水加入熟料，浸出固液比為1:2，在常溫下浸出30分鐘，過(guò)濾得到鹵水和浸出渣；（4）凈化除雜：將鹵水冷卻到50℃，調(diào)整ph12.5，然后以2.5℃/min的速度降溫至10℃，濾除析出的晶體后，再以1.5℃/min的速度降溫至0℃，濾除析出的晶體得到精制鹵水；（5）沉鋰：在精制鹵水中加入純堿，攪拌靜置后過(guò)濾，得到電池級(jí)碳酸鋰。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明提供一種鋰輝石制備電池級(jí)碳酸鋰的方法，所述方法是將鋰輝石、鈉質(zhì)鹽和鈣質(zhì)鹽經(jīng)過(guò)混合、焙燒、中性浸出、凈化除雜、沉鋰工序制備得到電池級(jí)碳酸鋰，上述原料及配料配比合理，尤其采用高壓浸出，提高浸出效率，縮短浸出時(shí)間，并同時(shí)采用程序降溫方式，分二個(gè)階段逐步降溫，進(jìn)而控制雜質(zhì)晶體的析出，提高了凈化效果，使得難除性雜質(zhì)也能得到凈化，最終制備得到的電池級(jí)碳酸鋰純度高，鋰轉(zhuǎn)化率達(dá)到86

技術(shù)研發(fā)人員：南東東 曾小毛 南天 穆健書(shū) 吳進(jìn)方 張國(guó)強(qiáng) 張穎

受保護(hù)的技術(shù)使用者：江西金輝鋰業(yè)有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.07.22

技術(shù)公布日：2021/9/24