[发明专利]一种制备高纯氟化理的方法

说明书

本发明公开了一种制备高纯氟化理的方法，包括如下步骤：1)将碳酸锂粉与盐酸充分混合反应，得到pH值为6～7的氯化锂溶液；2)向步骤1)得到的氯化锂溶液中加入过量的氢氟酸溶液进行充分混合，反应得到含有氟化锂沉淀的混合溶液；3)将步骤2)得到的混合溶液静置后过滤得到氟化锂湿固体和盐酸母液；4)将步骤3)得到的氟化锂湿固体进行洗涤并真空干燥后得到高纯氟化理固体。本发明采用廉价易得的盐酸作为制备氟化锂的中间原料，先用盐酸与碳酸锂制得水溶性好的氯化锂，然后再与氟化氢反应得到氟化锂与盐酸母液，分离氟化锂后的盐酸溶液回用于与碳酸锂的反应，原料成本低、工艺简单、产品转化率高。

技术领域

本发明涉及无机精细化工领域，特别涉及一种制备高纯氟化理的方法。

背景技术

氟化锂是一种重要的无机氟化物，被广泛运用于搪瓷、玻璃、陶瓷、通讯光纤、锂电池等领域。锂电池以其能量密度高、使用寿命长、无记忆效应等优点从电池行业中脱颖而出，成为电池行业的佼佼者。随着锂电池行业的迅速发展，锂电池常用的电解质六氟磷酸锂需求量大幅增加，而氟化锂作为制备六氟磷酸锂的重要原料需求量也随之增加。六氟磷酸锂的合成技术对氟化锂纯度要求非常严格，因此高纯氟化锂的制备技术也越来越受到电池生产企业和科研单位的重视。

目前国内外有报道的关于高纯氟化锂的制备技术主要有4大类，分别是直接合成法、复分解制备法、萃取法和离子交换法。直接合成法直接将碳酸锂和氢氟酸反应得到氟化锂。该方法虽然原理简单：Li₂CO₃+2HF＝2LiF↓+CO₂↑+H₂O，但是由于生成的氯化锂产物难溶于水，会包裹于碳酸锂粉末表面，从而阻止反应的进行，而使产物纯度不高。在此基础上有人提出用固体用氯化锂与三氟化溴反应得到高纯氟化锂，其反应方程式为：3LiCl+BrF₃＝3LiF+Cl₂↑+BrCl↑,从方程式中可看出该方法不仅使用强氧化剂三氟化溴而且产生氯气和氯化溴有害气体，对环境造成极大的污染。萃取法是将原材料用萃取剂萃取除杂后在进行反应生成氟化锂。此方法受萃取剂和萃取条件影响较大。离子交换法是先通过离子交换除去原材料中杂质后在反应生成氟化锂的一种方法。萃取法和离子交换法由于要用到有机溶剂和离子交换树脂,制备成本相对较高。复分解制备法是通过锂盐和氟盐进行复分解反应得到氟化锂。该方法对原材料质量要求较高，生产受到原材料的极大限制。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于避免现有技术中存在的不足之处，充分利用氯碱、化肥等行业中的副产物盐酸采用离子交换法制备纯度高、颗粒均匀的氟化锂的方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种制备高纯氟化理的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将碳酸锂粉与盐酸充分混合反应，得到pH值为6～7的氯化锂溶液；

2)向步骤1)得到的氯化锂溶液中加入过量的氢氟酸溶液进行充分混合，反应得到含有氟化锂沉淀的混合溶液；

3)将步骤2)得到的混合溶液静置后过滤得到氟化锂湿固体和盐酸母液；

4)将步骤3)得到的氟化锂湿固体进行洗涤并真空干燥后得到高纯氟化理固体。

在一些实施方式中，所述步骤2)进一步包括：氯化锂溶液在持续搅拌条件下滴加氢氟酸溶液，反应温度为70～90℃，反应时间为0.5～2小时。

在一些实施方式中，所述氢氟酸溶液中氢氟酸的质量百分比浓度10％～99.9％，过量加入量为理论用量的5％～100％。

在一些实施方式中，所述步骤3)中的静置时间为1小时。

在一些实施方式中，所述步骤4)进一步包括：用70～80℃去离子水洗涤氟化锂湿固体3～5次，再将所得氟化锂在真空干燥箱内在105℃～300℃下真空干燥0.5～2小时。