[发明专利]电池级碳酸锂生产中碳酸钠的纯化方法及其应用

说明书

本发明公开了一种电池级碳酸锂生产中碳酸钠溶液的纯化方法，其包括步骤：S1、将工业级碳酸钠配制成碳酸钠粗溶液；S2、对离子交换树脂进行预处理，获得离子交换柱；S3、将碳酸钠粗溶液于20℃～60℃的温度和0.5BV·h^‑1～20BV·h^‑1的流速下通过离子交换柱，获得碳酸钠纯化溶液；其中，在碳酸钠纯化溶液中，Mg²⁺的浓度不超过1ppm，Ca²⁺的浓度不超过1ppm。本发明采用离子交换树脂，通过控制纯化温度及液相流速，可将工业级碳酸钠制成的碳酸钠粗溶液纯化至其中Mg²⁺、Ca²⁺的浓度均不超过1ppm，经该纯化方法获得的碳酸钠纯化溶液应用于电池级碳酸锂制备过程中时，更有利于在保证电池级碳酸锂的产品品质的同时，降低电池级碳酸锂的制备成本。

技术领域

本发明属于电池级碳酸锂制备技术领域，具体来讲，涉及一种电池级碳酸锂生产中碳酸钠的纯化方法、以及经该纯化方法获得的碳酸钠纯化溶液在电池级碳酸锂生产中的应用。

背景技术

采用盐湖卤水和矿石为原料制备碳酸锂过程中，关键工艺之一是利用LiCl和Na₂CO₃之间的沉淀反应制备Li₂CO₃，生产工艺包括Na₂CO₃溶液配制、转化沉锂、压滤洗涤、干燥工序。作为生产Li₂CO₃原料之一的Na₂CO₃，从经济性考虑，多采用工业级Na₂CO₃，但是受其工艺特性所限，工业级Na₂CO₃产品中的Ca、Mg含量较高、波动较大，工业级Na₂CO₃中Ca、Mg含量是影响Li₂CO₃质量的重要来源之一，在LiCl溶液沉锂工艺过程中，必然会将CaCO₃、MgCO₃杂质引入Li₂CO₃产品，使Li₂CO₃产品中Ca、Mg杂质含量较难控制，产品质量波动起伏，产品无法达到电池级Li₂CO₃标准；所以对Li₂CO₃生产中Na₂CO₃溶液进行纯化，除去其中Ca、Mg杂质离子意义重大。

目前虽然有关于碳酸锂生产中碳酸钠溶液的净化方法的相关报道，即采用氢氧化钠除去碳酸钠溶液中Ca、Mg杂质离子；但此方法需要消耗一定量的氢氧化钠，成本高，而且氢氧化钠含有Ca、Mg杂质离子，引入了新的杂质，效果不理想。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种电池级碳酸锂生产中碳酸钠的纯化方法，经该纯化方法获得的碳酸钠纯化溶液应用于电池级碳酸锂制备过程中时，更有利于在保证电池级碳酸锂的产品品质的同时，降低电池级碳酸锂的制备成本。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种电池级碳酸锂生产中碳酸钠溶液的纯化方法，其包括步骤：

S1、将工业级碳酸钠配制成碳酸钠粗溶液；

S2、对离子交换树脂进行预处理，获得离子交换柱；

S3、将所述碳酸钠粗溶液于20℃～60℃的温度和0.5BV·h^-1～20BV·h^-1的流速下通过所述离子交换柱，获得碳酸钠纯化溶液；其中，在所述碳酸钠纯化溶液中，Mg²⁺的浓度不超过1ppm，Ca²⁺的浓度不超过1ppm。

进一步地，在所述步骤S1中，所述碳酸钠粗溶液的浓度为10％～30％。