[发明专利]一种超纯高活性电池级氟化锂的制备方法

说明书

本发明公开了一种超纯高活性电池级氟化锂的制备方法，该方法包括以下步骤：步骤一、用超纯水将无水氟化氢调配为有水氢氟酸，将所述有水氢氟酸与粗品氟化锂调配成氟化锂料浆；步骤二、在持续搅拌下，将所述氟化锂料浆连续送入球磨机进行球磨；步骤三、投加到无水氟化氢中，过滤得到澄清的氟化氢锂溶液；步骤四、降温结晶得到晶浆；步骤五、气流干燥后再进行真空干燥，得到超纯高活性电池级氟化锂晶体。本发明提供了一个低能耗、短流程的提纯工艺，最终得到氟化锂产品符合电池的应用。

技术领域

本发明涉及氟化锂制备方法领域，尤其涉及一种超纯高活性电池级氟化锂的制备方法。

背景技术

随着高纯氟化锂传统应用领域需求的日益增长及一些新的应用领域的不断出现(如将其应用于合成六氟磷酸锂的原料、远距离通信光纤材料等)，高纯氟化锂的制备越来越为人们所重视，上世纪八十年代末，在国际上开始出现高纯氟化锂的制备技术的报道，先后介绍的方法有直接制备法、离子交换制备法、萃取制备法等。

直接制备法是早期制备高纯LiF的主要方法，原料一般为固体Li2CO3与氢氟酸溶液。这种方法原理简单，但对固体Li2CO3的质量要求很高，且所生成LiF颗粒粒度分布极不均匀。后来，又有人提出用固体LiCl与BrF3反应来制备高纯LiF，但由于反应中使用了强氧化剂BrF3，并生成了有害气体Cl2及BrCl，从而使这种方法的应用也受到了极大限制。另外，也有人尝试用Li2SO4溶液与氢氟酸或氢氟酸的盐反应来制备高纯LiF。上述方法工艺流程比较简单，并且制得的LiF产品也基本满足当时对高纯LiF的要求，但随着对高纯LiF质量要求的日益提高，特别是对一些过渡金属元素杂质含量要求的日益严格，这些方法已有被淘汰的趋势。

离子交换制备法是将原料用离子交换法除杂后再来制备高纯LiF的方法。1961年公布的美国专利中，Robert等人详细介绍了用离子交换法来纯化可溶性锂盐的方法(US2980499)，后来，Robert又在制备高纯LiF时首次使用了这种方法(US3179495)，其制备高纯LiF的过程可用方程式表示如下：

Na2SiF6+4NaOH＝6NaF+SiO2+2H2O

NaF+LiOH＝LiF+NaOH

式中LiOH溶液已经过离子交换预处理除杂。

次年公布的美国专利中，Robert对上述工艺进行了改进。他直接用经离子交换法制得的LiOH溶液与Na2SiF6反应同样制得了高纯LiF(US3241914)，其反应方程式可表示为：

6LiOH+Na2SiF6＝6LiF+Na2SiO3+3H2O

离子交换制备法，充分利用了磷肥厂副产物Na2SiF6，有效降低了LiF的生产成本，其主要缺点是所制得的高纯LiF中的硅及一些过渡金属杂质元素的含量仍较高，其原因可能是对Na2SiF6的预处理不够，从而使这种方法制得的高纯LiF不适用于对这些杂质离子敏感的领域。目前离子交换法仍广泛应用于制备高纯LiF及其他一些高纯锂盐产品。日本电信电话株式会社的小林健二等人在1989～1993年间，连续取得了三个专利。这三个专利介绍了用复分解法制备高纯氟化锂，即用经离子交换法除去过渡金属杂质后的醋酸锂溶液与氢氟酸溶液反应，制得了酸含量低于10-4％，Fe、Co、Ni、Cu、Cr等过渡金属杂质含量均低于10-7％的高纯LiF。