阅读说明：本技术 一种离子膜法制备高纯度碳酸锂工艺 (Process for preparing high-purity lithium carbonate by ion membrane method ) 是由 刘海松 于 2019-10-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种离子膜法制备高纯度碳酸锂工艺,涉及高纯度碳酸锂制备技术领域,为解决现有高纯度碳酸锂多采用沉淀法和重结晶法制备,流程长,且杂质较多,而采用电解法制备高纯度碳酸锂电耗大,故应用较少的问题。步骤1：使用过滤网对收集来的盐湖卤水进行过滤处理；步骤2：将过滤后的盐湖卤水静置在容器中,进行自然沉降处理；步骤3：在容器中添加絮凝剂,并充分搅拌反应,吸附微粒,加快聚沉；步骤4：在除杂后的盐湖卤水即Li<Sub>2</Sub>CO<Sub>3</Sub>中添加过量的碳酸钠和氢氧化钠,再次过滤后,添加少量HCL溶液,以去除其中的Ca、Mg等阳离子杂质,若采用粗Li<Sub>2</Sub>CO<Sub>3</Sub>作为原料可直接从该步骤开始；对除杂后的溶液进行电解处理,获得高纯度LiOH溶液。(2 3 2 3 the invention discloses a process for preparing high-purity lithium carbonate by an ion membrane method, which relates to the technical field of high-purity lithium carbonate preparation, and aims to solve the problems that the existing high-purity lithium carbonate is prepared by a precipitation method and a recrystallization method, the flow is long, and impurities are more, and the high-purity lithium carbonate prepared by an electrolysis method has high power consumption and is less in application.)

一种离子膜法制备高纯度碳酸锂工艺

技术领域

本发明涉及高纯度碳酸锂制备技术领域，具体为一种离子膜法制备高纯度碳酸锂工艺。

背景技术

碳酸锂，一种无机化合物，化学式为Li₂CO₃，为无色单斜晶系结晶体或白色粉末。密度2.11g/cm³。由于生产碳酸锂的主要原料是盐湖卤水(矿石法由于成本高在全球产能很小)，因此规模化生产碳酸锂的企业必须拥有锂资源储量较为丰富的盐湖资源开采权，这使得该行业具备较高的资源壁垒；另一方面，由于全球盐湖绝大多数资源都是高镁低锂型，而从高镁低锂老卤中提纯分离碳酸锂的工艺技术难度很大，之前这些技术仅掌握在少数国外公司手中，这使得碳酸锂行业又具备了技术壁垒。因此，造就了碳酸锂行业的全球寡头垄断格局。

但是，现有高纯度碳酸锂多采用沉淀法和重结晶法制备，流程长，且杂质较多，而采用电解法制备高纯度碳酸锂电耗大，故应用较少；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种离子膜法制备高纯度碳酸锂工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离子膜法制备高纯度碳酸锂工艺，以解决上述背景技术中提出的现有高纯度碳酸锂多采用沉淀法和重结晶法制备，流程长，且杂质较多，而采用电解法制备高纯度碳酸锂电耗大，故应用较少的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种离子膜法制备高纯度碳酸锂工艺，包括以下步骤：

步骤1：使用过滤网对收集来的盐湖卤水进行过滤处理；

步骤2：将过滤后的盐湖卤水静置在容器中，进行自然沉降处理；

步骤3：在容器中添加絮凝剂，并充分搅拌反应，吸附微粒，加快聚沉；

步骤4：在除杂后的盐湖卤水即Li₂CO₃中添加过量的碳酸钠和氢氧化钠，再次过滤后，添加少量HCL溶液，以去除其中的Ca、Mg等阳离子杂质，若采用粗Li₂CO₃作为原料可直接从该步骤开始；

步骤5：对除杂后的溶液进行电解处理，获得高纯度LiOH溶液；

步骤6：在高纯度LiOH溶液中通入CO₂使其碳化，从而得到高纯度Li₂CO₃溶液。

优选的，所述步骤1中采用过滤网，能够初步过滤掉盐湖卤水中的藻类，铁锈等悬浮微粒。

优选的，所述步骤2和步骤3可同时进行，在沉降的同时添加絮凝剂搅拌，以吸附微粒，加快聚沉，节省除杂时间，提高除杂效率，该方法可有效去除盐湖卤水中的重微粒和胶体物质。

优选的，所述步骤4中在Li₂CO₃添加碳酸钠能够与其中的Ca²⁺反应，生成碳酸钙沉淀，其反应的化学方程式为：Ca²⁺+CO3^2-→CaCO3↓，碳酸钠的过碱量200-400mg/l。

优选的，所述步骤4中在Li₂CO₃添加氢氧化钠能够与其中的Mg²⁺反应，生成不溶性的Mg(OH)2沉淀，其反应的化学方程式为：Mg²⁺+2OH^-→Mg(OH)2↓，氢氧化钠过碱量为100-300mg/l。

优选的，所述步骤5中除杂后的溶液作为电解池的阳极液，阴极液则选用LiOH溶液，两者间用离子膜隔离，电解过程中，锂离子会通过离子膜进入阳极液中，而OH^-则不能通过离子膜进入阳极液，待电解过程结束后，即可得到高纯度LiOH溶液。

优选的，所述步骤5中的电解池采用光电池作为电能来源，光电池又称太阳能电池，是一种在光照条件下产生电动势的半导体元件，是能在光的照射下产生电动势的元件，因电解对电能消耗较大，而太阳能是取之不尽用之不竭的，故采用光电池作为电解池的电能来源能够有效减少能源消耗，降低生产所需的成本。

优选的，所述步骤6中高纯度LiOH溶液与CO₂碳化反应的化学方程式为：2LiOH+CO₂＝Li₂CO₃+H₂O。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过采用盐湖卤水或粗碳酸锂作为原料，采用盐湖卤水时，需要对其进行除杂处理，除杂完的盐湖卤水或粗碳酸锂可通过电解的方式去除其中的离子杂质，从而制得高纯度碳酸锂，工艺流程简单，生产周期短，且和沉淀法、重结晶法相比，杂质更少，纯度更高。

2、通过采用光电池作为电解池的电能来源，光电池又称太阳能电池，是一种在光照条件下产生电动势的半导体元件，能在光的照射下产生电动势，因常规电解对电能消耗过大，而太阳能是取之不尽用之不竭的，故采用光电池作为电解池的电能来源能够有效减少能源消耗，降低生产所需的成本。

附图说明

图1为本发明的流程图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1，本发明提供的一种实施例：一种离子膜法制备高纯度碳酸锂工艺，包括以下步骤：

步骤1：使用过滤网对收集来的盐湖卤水进行过滤处理；

步骤2：将过滤后的盐湖卤水静置在容器中，进行自然沉降处理；

步骤3：在容器中添加絮凝剂，并充分搅拌反应，吸附微粒，加快聚沉；

步骤4：在除杂后的盐湖卤水即Li₂CO₃中添加过量的碳酸钠和氢氧化钠，再次过滤后，添加少量HCL溶液，以去除其中的Ca、Mg等阳离子杂质，若采用粗Li₂CO₃作为原料可直接从该步骤开始；

步骤5：对除杂后的溶液进行电解处理，获得高纯度LiOH溶液；

步骤6：在高纯度LiOH溶液中通入CO₂使其碳化，从而得到高纯度Li₂CO₃溶液。

进一步，步骤1中采用过滤网，能够初步过滤掉盐湖卤水中的藻类，铁锈等悬浮微粒。

进一步，步骤2和步骤3可同时进行，在沉降的同时添加絮凝剂搅拌，以吸附微粒，加快聚沉，节省除杂时间，提高除杂效率，该方法可有效去除盐湖卤水中的重微粒和胶体物质。

进一步，步骤4中在Li₂CO₃添加碳酸钠能够与其中的Ca²⁺反应，生成碳酸钙沉淀，其反应的化学方程式为：Ca²⁺+CO3^2-→CaCO3↓，碳酸钠的过碱量200-400mg/l。

进一步，步骤4中在Li₂CO₃添加氢氧化钠能够与其中的Mg²⁺反应，生成不溶性的Mg(OH)2沉淀，其反应的化学方程式为：Mg²⁺+2OH^-→Mg(OH)2↓，氢氧化钠过碱量为100-300mg/l。

进一步，步骤5中除杂后的溶液作为电解池的阳极液，阴极液则选用LiOH溶液，两者间用离子膜隔离，电解过程中，锂离子会通过离子膜进入阳极液中，而OH^-则不能通过离子膜进入阳极液，待电解过程结束后，即可得到高纯度LiOH溶液。

进一步，步骤5中的电解池采用光电池作为电能来源，光电池又称太阳能电池，是一种在光照条件下产生电动势的半导体元件，是能在光的照射下产生电动势的元件，因电解对电能消耗较大，而太阳能是取之不尽用之不竭的，故采用光电池作为电解池的电能来源能够有效减少能源消耗，降低生产所需的成本。

进一步，步骤6中高纯度LiOH溶液与CO₂碳化反应的化学方程式为：2LiOH+CO₂＝Li₂CO₃+H₂O。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。