一種利用粗碳酸鋰提純制備電池級碳酸鋰的方法本發(fā)明涉及一種利用粗碳酸鋰提純制備電池級碳酸鋰的方法，目的在于針對純度<98.5wt％的粗碳酸鋰無法經(jīng)濟、高效的制備電池級碳酸鋰的現(xiàn)狀，采用一種簡單、高效方法制備電池級碳酸鋰。

背景技術(shù)：

1、電池級碳酸鋰作為制備磷酸鐵鋰和三元鋰電的主要原料，是一種重要的基礎(chǔ)鋰鹽。近年來隨著新能源汽車、儲能等等行業(yè)的快速發(fā)展，對電池級碳酸鋰的需求量逐年增加。電池級碳酸鋰全部由工業(yè)級碳酸鋰提純制的，主要提純方法有氫化分解法、苛化法、重結(jié)晶法等方法，目前較為成熟。工業(yè)級碳酸鋰是指純度>98.5wt％，且對硫酸根、氯、鈉、鈣等雜質(zhì)有明確要求的產(chǎn)品。工業(yè)級碳酸鋰生產(chǎn)過程幾乎全部采用硫酸鋰與碳酸鈉反應(yīng)結(jié)晶來制備，由于反應(yīng)結(jié)晶過程較為復(fù)雜難控制、生產(chǎn)工藝不成熟以及原料限制等原因，大量初級產(chǎn)品無法達(dá)到工業(yè)級碳酸鋰的標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品中硫酸根、鈉等雜質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo)，僅能得到粗碳酸鋰(85～98.5wt％)。其次，由于鹽湖中含有大量k、cl等雜質(zhì)，粗碳酸鋰中k和cl的超標(biāo)現(xiàn)場也很嚴(yán)重。據(jù)估算，初級碳酸鋰產(chǎn)品中，粗碳酸鋰比重超過50％，無法通過現(xiàn)有提純方法直接制備電池級碳酸鋰，難以滿足快速增長的新能源行業(yè)對原料的需求。因此，以粗碳酸鋰為原料，經(jīng)濟、高效的制備電池級碳酸鋰意義重大。

2、當(dāng)前，針對粗碳酸鋰制備電池級碳酸鋰，國內(nèi)做了大量研究，以下專利對以粗碳酸鋰為制備電池級碳酸鋰意進(jìn)行了報道：

3、1、專利cn202111585207.6公開了一種粗碳酸鋰提純電池級碳酸鋰的方法。該方法將粗碳酸鋰加入稀硫酸中完全溶解，經(jīng)過濾后加入碳酸鈉得到的碳酸鋰再經(jīng)過高溫陳化、洗滌等步驟得到電池級碳酸鋰。此種方法需要消耗大量的硫酸和碳酸鈉，相當(dāng)于對粗碳酸鋰全溶后進(jìn)行重結(jié)晶，其次在此過程中需要加入雙氧水。實際消耗量大、操作成本偏高。

4、2、專利cn201910695377.6公開了一種從粗碳酸鋰提純制備電池級碳酸鋰的方法。該方法先將粗碳酸鋰制備程漿料，再和飽和的碳酸鈉反應(yīng)得到工業(yè)級碳酸鋰；再將工業(yè)級碳酸鋰經(jīng)氫化分解法制備成電池級碳酸鋰。此避免了稀硫酸的消耗，但同樣需要消耗大量碳酸鈉和雙氧水。其次，在工業(yè)級碳酸鋰提純過程中，此方法主要針對的是ca2+、mg2+和硼酸鹽的去除，硫酸根、氯、鈉、鉀的去除效果未見報道。

5、3、專利cn202310746181.1公開了一種粗碳酸鋰的泡沫浮選提純制備電池級碳酸鋰的方法。該方法通過氫化操作將粗碳酸鋰制備成碳酸氫鋰溶液后，采用泡沫浮選的方法來去除不可溶雜質(zhì)。此方法的缺點在于需要將粗碳酸鋰完全氫化后操作，液固比過高、液體處理量太大，操作成本過高；其次，對于硫酸根、氯、鈉、鉀等可溶性雜質(zhì)的去除效果不佳，且實施例中沒有具體雜質(zhì)含量的變化說明。

6、綜上，現(xiàn)有將粗碳酸鋰提純制備電池級碳酸鋰的方法或者需要將碳酸鋰完全溶解變成硫酸鋰或者碳酸氫鋰后進(jìn)行初步凈化，液體處理量大、生產(chǎn)能力低、處理可溶性雜質(zhì)能力差等難題；或者需要向體系中加入大量的碳酸鈉、雙氧水等試劑，存在廢液處理復(fù)雜、試劑消耗量大等問題。上述難題均造成了現(xiàn)有粗碳酸鋰提純制備電池級碳酸鋰的方法存在操作復(fù)雜、成本偏高的問題。因此，如何簡單、高效的將粗碳酸鋰提純制備電池級碳酸鋰對解決現(xiàn)有工藝經(jīng)濟性差、成本高的問題非常關(guān)鍵。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有粗碳酸鋰凈化、提純制備電池級碳酸鋰存在的操作復(fù)雜、成本偏高的難題，本發(fā)明提供了一種可行性高、低成本的利用粗碳酸鋰提純制備電池級碳酸鋰的方法。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下具體的方案來實現(xiàn)：

3、一種利用粗碳酸鋰提純制備電池級碳酸鋰的方法，包括以下步驟：

4、(1)過篩：將粗碳酸鋰與一定量的水混合，充分?jǐn)嚢韬筮^篩，得到過篩料；

5、(2)調(diào)漿：將步驟(1)得到的過篩料進(jìn)一步稀釋，充分?jǐn)嚢璐驖{，得到分散漿料；

6、(3)預(yù)氫化：向步驟(2)得到的分散漿料通入co2氣體進(jìn)行預(yù)氫化操作，得到含碳酸氫鋰溶液和固體碳酸鋰的混合漿料；

7、(4)漿料處理：向?qū)⒉襟E(3)得到的混合漿料中加入一定量的含鋰試劑，同時將漿料在攪拌狀態(tài)下加熱到50℃～95℃，得到處理漿料；

8、(5)液固分離：向?qū)⒉襟E(4)得到的處理漿料進(jìn)行液固分離，其中固相得到工業(yè)級濕碳酸鋰，液相為碳酸氫鋰溶液；

9、(6)熱分解：將步驟(5)得到的碳酸氫鋰溶液在90℃～100℃下進(jìn)行熱分解，得到碳酸鋰漿料經(jīng)過濾后得到母液和工業(yè)級濕碳酸鋰；

10、(7)凈化提純：將步驟(5)和步驟(6)得到的工業(yè)級濕碳酸鋰經(jīng)過調(diào)漿，氫化，熱分解，離心過濾，濾餅經(jīng)過烘干和粉碎后，經(jīng)檢測符合電池級碳酸鋰的產(chǎn)品要求。

11、而且，所屬的粗碳酸鋰純度<98.5wt％，以及粗碳酸鋰中硫酸根含量>4000ppm，或者氯含量>400ppm，或者鈉含量>3000ppm，或者鉀含量>300ppm，或者鈣>500ppm，或者鎂>1000ppm，或者鋇>700ppm，或者硼>600ppm，或者上述八種雜質(zhì)都超標(biāo)。

12、而且，步驟(1)中所述的過篩目數(shù)為100-300目；

13、而且，經(jīng)步驟(2)調(diào)漿后，漿料中碳酸鋰和水的質(zhì)量比為3:1～8:1之間。優(yōu)選地：漿料中碳酸鋰和水的質(zhì)量比為3:1～5:1之間；

14、而且，步驟(3)中的co2純度>40％；

15、而且，步驟(4)中的含鋰試劑為lioh，lino3或者為li2c2o4，加入量為液相的0～2％；

16、而且，步驟(6)所屬的熱分解操作可以選擇性的進(jìn)行或不進(jìn)行。如步驟(5)中得到的碳酸氫鋰溶液中的li2o含量>5wt％時，則進(jìn)行步驟(6)所屬的熱分解操作；如步驟(5)中得到的碳酸氫鋰溶液中的li2o含量<5wt％時，則不進(jìn)行步驟(6)所屬的熱分解操作；

17、而且，步驟(7)所屬的工業(yè)級濕碳酸鋰純度>98.5wt％；以及工業(yè)級濕碳酸鋰中硫酸根含量<3000ppm，氯含量<300ppm，鈉含量<2500ppm，鉀含量<300ppm，鈣含量<300ppm，鎂含量<20ppm，鋇<200ppm，硼<200ppm，

18、與現(xiàn)粗碳酸鋰提純制備電池級碳酸鋰的方法，本發(fā)明具有以下有益效果：

19、(1)采用低液固比進(jìn)行預(yù)氫化，不需要完全將碳酸鋰轉(zhuǎn)變成碳酸氫鋰，處理能力大；

20、(2)低液固比導(dǎo)致母液中硫酸根、氯、鈉、鉀等可溶性雜質(zhì)離子富集度高，易于除雜后循環(huán)使用；

21、(3)向體系中加入的試劑量極低，lioh，lino3或者為li2c2o4的加入量最大不超過液相的2％；

22、(4)可溶性雜質(zhì)去除效果好，避免液相中的雜質(zhì)對碳酸鋰產(chǎn)品的污染；

23、(5)操作簡單，與現(xiàn)有工業(yè)級碳酸鋰制備電池級碳酸鋰的工藝匹配度高；

24、上述原因均是本工藝經(jīng)濟性好、除雜效率高的重要原因。