[发明专利]一种碳酸氢锂溶液高效脱碳制备电池级碳酸锂的方法

说明书

本发明公开了一种碳酸氢锂溶液高效脱碳制备电池级碳酸锂的方法，将饱和碳酸氢锂溶液进行负压反应后固液分离，即得电池级碳酸锂。本发明利用饱和碳酸氢锂溶液脱碳产生气体的特性，首次提出利用负压强化CO₂的脱除，使碳酸氢锂脱碳能在相对低的温度下进行，避免了加热、蒸发水产生的能耗，所得气体为纯净的CO₂气体，而不是水蒸气和CO₂的混合气体；同时避免了碳酸氢锂母液中杂质的浓缩，CO₂和滤液可一同直接返回氢化工序，制得的产品碳酸锂含量符合电池级碳酸锂标准(YS/T582‑2013)。

技术领域

本发明属于碳酸锂制备技术领域，涉及一种电池级碳酸锂的制备方法，具体涉及一种碳酸氢锂溶液高效脱碳制备电池级碳酸锂的方法。

背景技术

碳酸锂是锂行业最重要、最基础的锂盐，碳酸锂的纯度直接决定了后续产品质量，工业上制备电池级碳酸锂主要以工业级碳酸锂与CO₂气体为原料，先将工业级碳酸锂氢化为饱和碳酸氢锂溶液，随后进行脱碳处理，目前工业上主流脱碳工艺为高温蒸发脱碳工艺，此工艺脱碳温度一般在85℃以上，辅以外加搅拌增大传热与传质，利用高温将碳酸氢锂中CO₂脱去转化为碳酸锂沉淀，反应终点锂含量约在2g/L左右。反应方程式如式(1)所示：

2LiHCO₃(aq)＝Li₂CO₃(s)+CO₂(g)+H₂O(g) (1)

由式(1)可知，此工艺在脱去CO2的同时也会蒸发溶液中的水分，虽然水分的蒸发能在一定程度上对碳酸氢锂溶液进行浓缩，提高了碳酸锂收率，但水分蒸发结晶的过程将带走大量的热能，造成大量能耗损失，增大冶炼成本，且浓缩后的碳酸氢锂母液中杂质含量也大大提高，无法回用至氢化工艺，只能进行蒸发结晶制备工业级碳酸锂原料，造成了资源的浪费。

因此，开发一种新型高效的碳酸氢锂脱碳工艺已成为制备电池级碳酸锂工业中亟待解决的难题。

发明内容

为了解决现有碳酸氢锂脱碳制备电池级碳酸锂过程中存在的问题，本发明的目的是在于提供一种碳酸氢锂溶液高效脱碳制备电池级碳酸锂的方法，利用饱和碳酸氢锂溶液脱碳产生气体的特性，首次提出利用负压强化CO₂的脱除，使碳酸氢锂脱碳能在相对低的温度下进行，避免了加热、蒸发水产生的能耗，所得气体为纯净的CO₂气体，而不是水蒸气和CO₂的混合气体；同时避免了碳酸氢锂母液中杂质的浓缩，CO₂和滤液可一同直接返回氢化工序，制得的产品碳酸锂含量符合电池级碳酸锂标准(YS/T582-2013)。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种碳酸氢锂溶液高效脱碳制备电池级碳酸锂的方法，将饱和碳酸氢锂溶液进行负压反应后固液分离，即得电池级碳酸锂。

作为优选，所述饱和碳酸氢锂溶液是以工业碳酸锂为原料，经CO₂氢化制得，其中饱和碳酸氢锂溶液中的锂含量为8.0-8.5g/L。

作为优选，所述负压反应的温度为20-45℃。

作为优选，所述负压反应的压力为0.095-0.085Mpa。

作为优选，所述负压反应的时间为10-60min。

作为优选，固液分离后得到的滤液直接返回工业级碳酸锂氢化工序作为氢化料液。

技术原理与效果：