碳酸锂的几种制备方法

背景及概述^[1]

碳酸锂是锂的基础性化合物，有多种工业用途，广泛应用于陶瓷、玻璃、原子能、航 空航天、军事工业和制冷、焊接、锂合金、锂电池、受控核聚变反应堆、医药等领域。此外，碳 酸锂作为一种锂的基础原材料，可转化成其它多种锂化合物。电池级碳酸锂主要用于生产 钴酸锂、磷酸铁锂、镍酸锂、锰酸锂或镍钴锰酸锂等锂离子电池正极材料。

制备^[1-3]

报道一、

一种利用电池级碳酸锂沉锂母液回收制备高纯碳酸锂的工艺，包括如下工艺步 骤：

1)碳酸锂沉锂母液的预处理：将碳酸锂沉锂母液通过孔径为0.7厘米—1.2厘米的 过滤网，后向过滤后的碳酸锂沉锂母液中加入沉淀剂，用搅拌机搅拌10min—15min，直至碳 酸锂沉锂母液底部出现钙盐沉淀或镁盐沉淀，并将沉淀分离，得到母液I。

2)母液I的酸化：向步骤1)得到的母液I中加入适量酸性溶液将碳酸锂沉锂母液， 将碳酸锂沉锂母液的PH值调节至2—4，后向母液I内添加1/20母液I质量的研磨后的石灰 粉，并在80℃-90℃的高温下，进行苟化反应，得到含有氢氧化锂的母液II。

3)母液II的浓：将步骤2)得到的母液II放入140℃-160℃的蒸发室中一定时间， 直至母液II中的水分量变为母液II的4/5后，向母液II中通入70％的氢氧化锂溶液，然后再 次将母液II置于140℃-160℃中一定时间，将母液II中的水分量变为母液II的4/5得到浓 缩后的母液III。

4)母液III的酸化:向步骤3)得到的母液III中通入1/20母液III质量的60％- 70％硫酸钠溶液，搅拌12min-17min，并将通入硫酸钠溶液后的母液III放入低温室中进行 冷析，将硫酸根冷冻析出，得到氢氧化钠和氢氧化锂的混合溶液，并向该溶液中通过大量二 氧化碳，直至将混合溶液的PH值调节至2-4，得到含有碳酸钠和碳酸锂的混合溶液。

5)氢氧化锂的萃取:将步骤4)中得到的碳酸钠和碳酸锂的混合溶液与萃取剂1:2 进行混合，搅拌5min-6min，后静置30min-40min，然后将上层的碳酸钠和下层的碳酸锂分离，得到碳酸锂溶液。

6)碳酸锂的获取:将步骤5)中得到的碳酸锂溶液进行浓缩和重结晶处理得到碳酸锂固体。

报道二、

一种工业级碳酸锂提纯制备电池级碳酸锂的方法，具体步骤为：

(1)溶解：配制130g/L的甲酸溶液，缓慢添加工业级碳酸锂进行溶解，待反应至中性无气泡产生时停止加入，使用精密过滤装置过滤得甲酸锂液；

(2)除杂：先用CH-93阳离子交换树脂处理甲酸锂液除去可溶性杂质，再用精密过滤装置进行过滤除去不溶性颗粒，得到净化后的甲酸锂液；

(3)再沉淀：将净化后甲酸锂液升温至60℃，缓慢加入碳酸铵固体，加入量为理论沉锂所需量的1.3倍，加入完毕后继续反应1h，过滤后得碳酸锂和反应后液，碳酸锂再进行水洗2次；

(4)煅烧：水洗后碳酸锂在300℃下进行煅烧2h，最终得电池级碳酸锂产品。

在本实施例中，甲酸溶液浓度为130g/L，溶解后溶液中锂含量为19.6g/L，最终所得反应后液中锂含量为1.5g/L，单次处理锂金属量为18.1g/L，单次锂回收率为92.34％。

报道三、

从工业级碳酸锂提纯电池级碳酸锂的方法如下：

称取20g工业级Li₂CO₃，倒入600ml烧杯中，量取200ml去离子水加入，并不断搅拌混合成均匀的Li₂CO₃浆料。量取甲酸20ml，倒入分液漏斗中，调节使甲酸逐滴加入持续匀速搅拌的Li₂CO₃浆料中，得到可溶性澄清溶液。称取20g尿素，用50ml去离子水溶解，倒 入上述澄清溶液中，将混合液体放入水浴锅，调节温度80℃，称取5g氢氧化锂溶于80ml去离子水中，用滴管加入调节混合液体pH在10左右，并不断搅拌，反应5h，取出抽滤得到白色沉淀，并用去离子水反复清洗、抽滤4次，得到固体放100℃烘箱中烘烤35小时，得到白色粉末状碳酸锂产品。

参考文献

[1] [中国发明] CN201711171953.4 一种利用电池级碳酸锂沉锂母液回收制备高纯碳酸锂的工艺

[2] [中国发明] CN201911311966.6 一种工业级碳酸锂提纯制备电池级碳酸锂的方法

[3] [中国发明] CN200910163250.6 从工业级碳酸锂提纯制备电池级碳酸锂的方法