CN105800576A - 一种回收碳酸锂沉锂母液中锂为高纯磷酸锂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种回收碳酸锂沉锂母液中锂为高纯磷酸锂的方法，包括除碳酸根、络合钙镁、沉淀高纯磷酸锂、烘干等步骤。该方法先对碳酸锂的沉锂母液进行除碳酸根处理，再于碱性条件下络合母液中的钙镁，然后与廉价的磷酸钠反应生成纯度高于99％的磷酸锂，该磷酸锂可直接用作生产锂电池的正极材料，从而实现磷和锂的高价值有效利用。

Description

一种回收碳酸锂沉锂母液中锂为高纯磷酸锂的方法
技术领域
本发明涉及一种回收锂的方法，尤其是涉及一种回收碳酸锂沉锂母液中锂为高纯磷酸锂的方法。
背景技术
目前碳酸锂生产中母液回收锂的方法要么是母液返回盐田日晒浓缩回收母液中的锂，要么是强制蒸发浓缩回收母液中的锂，这两种方法都会在钠盐结晶出去时带走损失很多的锂，所以选择一种经济的锂回收方法显得格外重要。
中国专利CN104925837A公开了一种沉锂母液的回收方法，该方法以价格比较昂贵的磷酸和氢氧化钠为原料，成本偏高，在回收母液中的锂时过程中产生的磷酸锂纯度较低，只作为一种过渡产物，需进行转化为其它物质来回收应用锂，而且较高价值的磷进入到低价值的磷酸钙中去，磷的利用经济性不高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种回收碳酸锂沉锂母液中锂为高纯磷酸锂的方法，以实现磷和锂的高价值有效利用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种回收碳酸锂沉锂母液中锂为高纯磷酸锂的方法，包括以下步骤：
（1）除碳酸根：向碳酸锂制备时产生的沉锂母液中加入无机酸调节pH值至5-5.5，升温至70-78℃后搅拌20-30分钟，使沉锂母液中的二氧化碳充分挥发；
（2）络合钙镁：向步骤（1）处理后的沉锂母液中加入氢氧化钠调节pH值至12.5-13，然后再加入EDTA，搅拌20-30分钟充分络合母液中的钙镁；
（3）沉淀高纯磷酸锂：向步骤（2）处理后的沉锂母液中加入磷酸锂晶种，升温维持70-78℃连续搅拌状态下加入磷酸钠进行沉磷酸锂反应，磷酸钠加入的摩尔量为沉锂母液中锂摩尔量的三分之一，并控制在40-90分钟完成加入，然后继续维持70-78℃搅拌20-25分钟，进行固液分离和洗涤，得到湿的高纯磷酸锂固体；
（4）烘干：将步骤（3）得到的磷酸锂固体在150-200℃温度下烘干，得到高纯磷酸锂产品。
所述步骤（2）中EDTA的加入量为每1000L步骤（1）处理后的沉锂母液加入0.05-0.5Kg。
所述步骤（3）中磷酸锂晶种的加入量为每1000L步骤（2）处理后的沉锂母液加入1-5Kg。
所述步骤（1）中的无机酸为硫酸或盐酸。
与现有技术相比，本发明的优点是：本发明的方法先对碳酸锂的沉锂母液进行除碳酸根处理，再于碱性条件下络合母液中的钙镁，然后与廉价的磷酸钠反应生成纯度高于99％的磷酸锂，该磷酸锂可直接用作生产锂电池的正极材料，从而实现磷和锂的高价值有效利用。
具体实施方式：
以下结合具体实施例对本发明做进一步描述，但这些实施例并不是对本发明的限定。
实施例1
一种回收碳酸锂沉锂母液中锂为高纯磷酸锂的方法，包括以下步骤：
（1）除碳酸根：向碳酸锂制备时产生的沉锂母液中加入硫酸调节pH值至5，升温至70℃后搅拌20分钟，使沉锂母液中的二氧化碳充分挥发；
（2）络合钙镁：向步骤（1）处理后的沉锂母液中加入氢氧化钠调节pH值至12.5，测得母液中锂离子的浓度为0.21mol/L，然后取该母液16000L加入到20000L的反应釜里，并加入0.8KgEDTA，搅拌20分钟充分络合母液中的钙镁；
（3）沉淀高纯磷酸锂：向步骤（2）处理后的沉锂母液中加入16Kg磷酸锂晶种，升温维持70℃连续搅拌状态下缓慢加入1120mol磷酸钠进行沉磷酸锂反应，磷酸钠控制在40分钟完成加入，然后继续维持70℃搅拌20分钟，进行固液分离和洗涤，得到湿的高纯磷酸锂固体；
（4）烘干：将步骤（3）得到的磷酸锂固体在150℃温度下烘干，得到纯度为99.2％的磷酸锂产品。
实施例2
一种回收碳酸锂沉锂母液中锂为高纯磷酸锂的方法，包括以下步骤：
（1）除碳酸根：向碳酸锂制备时产生的沉锂母液中加入硫酸调节pH值至5，升温至75℃后搅拌25分钟，使沉锂母液中的二氧化碳充分挥发；
（2）络合钙镁：向步骤（1）处理后的沉锂母液中加入氢氧化钠调节pH值至12.8，测得母液中锂离子的浓度为0.21mol/L，然后取该母液16000L加入到20000L的反应釜里，并加入4KgEDTA，搅拌25分钟充分络合母液中的钙镁；
（3）沉淀高纯磷酸锂：向步骤（2）处理后的沉锂母液中加入40Kg磷酸锂晶种，升温维持75℃连续搅拌状态下缓慢加入1120mol磷酸钠进行沉磷酸锂反应，磷酸钠控制在70分钟完成加入，然后继续维持75℃搅拌22分钟，进行固液分离和洗涤，得到湿的高纯磷酸锂固体；
（4）烘干：将步骤（3）得到的磷酸锂固体在200℃温度下烘干，得到纯度为99.3％的磷酸锂产品。
实施例3
一种回收碳酸锂沉锂母液中锂为高纯磷酸锂的方法，包括以下步骤：
（1）除碳酸根：向碳酸锂制备时产生的沉锂母液中加入盐酸调节pH值至5.5，升温至78℃后搅拌30分钟，使沉锂母液中的二氧化碳充分挥发；
（2）络合钙镁：向步骤（1）处理后的沉锂母液中加入氢氧化钠调节pH值至13，测得母液中锂离子的浓度为0.21mol/L，然后取该母液16000L加入到20000L的反应釜里，并加入8KgEDTA，搅拌30分钟充分络合母液中的钙镁；
（3）沉淀高纯磷酸锂：向步骤（2）处理后的沉锂母液中加入80Kg磷酸锂晶种，升温维持78℃连续搅拌状态下缓慢加入1120mol磷酸钠进行沉磷酸锂反应，磷酸钠控制在90分钟完成加入，然后继续维持78℃搅拌25分钟，进行固液分离和洗涤，得到湿的高纯磷酸锂固体；
（4）烘干：将步骤（3）得到的磷酸锂固体在200℃温度下烘干，得到纯度为99.2％的磷酸锂产品。

Claims (4)

1.一种回收碳酸锂沉锂母液中锂为高纯磷酸锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）除碳酸根：向碳酸锂制备时产生的沉锂母液中加入无机酸调节pH值至5-5.5，升温至70-78℃后搅拌20-30分钟，使沉锂母液中的二氧化碳充分挥发；
（2）络合钙镁：向步骤（1）处理后的沉锂母液中加入氢氧化钠调节pH值至12.5-13，然后再加入EDTA，搅拌20-30分钟充分络合母液中的钙镁；
（3）沉淀高纯磷酸锂：向步骤（2）处理后的沉锂母液中加入磷酸锂晶种，升温维持70-78℃连续搅拌状态下加入磷酸钠进行沉磷酸锂反应，磷酸钠加入的摩尔量为沉锂母液中锂摩尔量的三分之一，并控制在40-90分钟完成加入，然后继续维持70-78℃搅拌20-25分钟，进行固液分离和洗涤，得到湿的高纯磷酸锂固体；
（4）烘干：将步骤（3）得到的磷酸锂固体在150-200℃温度下烘干，得到高纯磷酸锂产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（2）中EDTA的加入量为每1000L步骤（1）处理后的沉锂母液加入0.05-0.5Kg。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（3）中磷酸锂晶种的加入量为每1000L步骤（2）处理后的沉锂母液加入1-5Kg。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中的无机酸为硫酸或盐酸。
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