[发明专利]用碳酸铵沉淀制备碳酸锂的方法

说明书

本发明涉及碳酸锂的制备方法，特别是从含锂的硫酸盐溶液中用碳酸铵沉淀碳酸锂的方法。

碳酸锂是一种重要的化工产品，目前，工业上均以碳酸钠作沉淀剂，从含锂的硫酸盐溶液或氯化物溶液中制备，如US2516109就提供了用碳酸钠从锂辉石中提取有用成分的方法，另在《锂的化学与工艺学》中对此也有评注，由于碳酸钠价格较贵贷源偏紧，致使生产成本较高。

本发明的目的是为了克服现有技术的缺点与不足而提供一种以碳酸铵作沉淀剂制备碳酸锂的方法。

本发明所述的用碳酸铵作沉淀剂制备碳酸锂的方法，包括碳酸锂沉淀工序、碳酸锂沉淀物的净化（过滤、洗涤和干燥）工序和沉锂母液的处理工序，其中碳酸锂沉淀物的净化工序与现有技术相同，其特征是以碳酸铵作沉淀剂，碳酸铵用碳酸氢铵加氨水或碳酸氢铵加热分解制取，该工序的工艺参数为：

碳酸氢铵或氨水加碳酸氢铵的加入量为其与硫酸锂反应的化学剂量的1.3～1.4倍;

反应温度60～65℃

反应时间60～120分钟（最佳值为90±10分钟）

沉锂后的母液组成（克/升）;SO^2-₄-300～380（最佳值为350～360），Li₂O20～30。

由于沉锂过程中，生成较稳定的复盐（NH₂）₂SO₄·Li₂SO₄、故沉锂母液的处理是本方法十分重要的一个部分，本法采用在95-97℃下加热脱氨和二氧化碳，并将其浓缩到SO^2-₄浓度500～550克/升，趁热过滤得（NH₄）₂SO₄·Li₂SO₄复盐，该复盐返至沉锂工序回收锂，然后将上述母液冷却到＜20℃，使硫酸铵结晶出来，作副产品回收锂，结晶母液返至沉锂母液处理工序。

本发明所用的含锂硫酸盐料液可以是硫酸处理锂矿石所得浸出液的浓缩液，也可以是粗硫酸锂溶解液，溶液中硫酸锂处于过饱和状态，即可以是悬浮液。

以碳酸钠沉锂的工艺条件，用NH₄HCO₃沉锂时，因LiHCO₃溶解度较大，不易沉淀出Li₂CO₃，若直接用碳酸铵作沉淀剂，在通常的情况和条件下，沉锂率较低。

由于碳酸铵不稳定，工业上都用碳酸氢铵来制备碳酸铵，方法有两种：加热分解和加氨水反应，前者反应过程中有一定的化学损失，但运输方便，操作较简单，后者反应过程中虽无化学损失，但运输比较麻烦，可根据货源及具体情况任选其一。碳酸氢铵转变为碳酸铵和碳酸铵与硫酸锂反应生成碳酸锂沉淀这两步反应可在同一工序中进行，其总反应式分别为：

显然，影响上述沉锂反应的主要工艺参数是试剂用量、反应温度、时间及料液组成等因素。

为使上述沉锂反应顺利进行，需控制适当的温度，该温度既应有利于NH₄HCO₃的分解或NH₄HCO₃与NH₄OH的反应，又不致使生成的（NH₄）₂CO₃分解，即该温度必须高于NH₄HCO₃的最低分解温度（36～60℃），而又必须低于（NH₄）₂CO₃的分解温度（70℃）且应使沉锂反应速度较快，一般来说选60～65℃为宜。

上述反应由于生成碳酸锂沉淀，反应较易进行，试验表明，经1-2小时反应（最佳值为90±10分钟）即可完成。