一种中空球状碳酸锂的制备方法与流程

本发明涉及锂盐的制备
技术领域：
，尤其涉及一种中空球状碳酸锂的制备方法。
背景技术：
：碳酸锂作为基础锂盐，在随着锂电行业的发展，国内外的许多企业对碳酸锂的需求逐渐增大。传统的碳酸锂的生产通常是采用锂辉石硫酸法生产。锂辉石矿经过采用硫酸浸出硫酸锂溶液后通过除杂后与碳酸钠反应生成碳酸锂，一般采用盘式干燥机或转筒干燥机进行干燥，然后进行粉碎球磨得到块状不均匀颗粒，且纯度仅为96%-98%电池级碳酸锂。碳酸锂的纯度对售价的影响较大，如何提高碳酸锂的品质对生产效益的提高有着重大意义。高纯度的碳酸锂是锂离子电池行业，原子能工业和光学仪器行业的必需品，尤其是锂离子电池行业对碳酸锂的纯度和颗粒大小以及形貌有较高的要求，提高碳酸锂的纯度，降低碳酸锂的粒度，增加碳酸锂的活性对锂离子电池行业有着重大意义。技术实现要素：为解决上述缺陷，本发明的目的是在于提供一种中空球状碳酸锂的制备方法，该方法能得到颗粒均匀的规则的中空球状超细碳酸锂。本发明采用的技术方案是：一种中空球状碳酸锂的制备方法，包括以下步骤：s1、粗品碳酸锂的碳化：将硫酸锂溶液与碳酸钠反应生成的粗品碳酸锂与水混合成均匀的含锂浆料，常温下边搅拌边在含锂浆料中通入二氧化碳，二氧化碳来对该含锂浆料进行碳酸盐化，反应生成碳酸氢锂溶液；s2、碳酸氢锂的精制：将碳酸氢锂溶液过吸附树脂进行除钙镁操作，得到碳酸氢锂精制液；s3、碳酸氢锂精制液：得到碳酸氢锂精制液经过喷雾干燥，得到分散均匀的中空球状碳酸锂颗粒。进一步地，所述步骤s1中，粗品碳酸锂与水的固液比为20:1-10:1，搅拌速度为200-350rpm，二氧化碳的流速为0.2-0.5l/min，二氧化碳通入时间为50-70min。进一步地，所述步骤s2中，吸附树脂为苏青d402树脂、杜笙ch-93、ls-1000中任一种。进一步地，所述步骤s3中，碳酸氢锂精制液的雾化温度为500-650℃，蠕动泵的速度为50-200r/min，压缩空气压力为0.2-0.4mpa。本发明的有益效果：本发明通过喷雾干燥法在原有碳化提纯的基础上能够进一步提高碳酸锂的纯度，较直接碳化分解粉碎的不均匀块状碳酸锂颗粒更小且更加均匀，且纯度能达到99.99%以上。本发明通过减小碳酸锂的粒度，提高碳酸锂的纯度，满足锂离子电池行业的需求。本发明在生产过程中需要的设备较少，操作更加简单，在提高碳酸锂品质的同时降低了生产成本。附图说明图1为本发明的实施例1制备的中空球状碳酸锂颗粒的sem图（标尺为2μm）。图2为本发明的实施例1制备的中空球状碳酸锂颗粒的sem图（标尺为1μm）。图3为本发明的实施例1制备的中空球状碳酸锂颗粒的粒径分布图。图4为采用盘式干燥机干燥粉碎的碳酸锂的粒径分布图。具体实施方式现在对实施例进行说明。下列实施例仅出于示例性目的而不旨在限制本发明的范围。实施例1将500g粗品碳酸锂与水按照20:1的固液比混合成均匀的含锂浆料，常温下搅拌，搅拌速度为200rpm，搅拌的同时以0.2l/min的速率在浆料中通入二氧化碳1h，反应生成碳酸氢锂溶液。将碳酸氢锂溶液过苏青d402树脂进行除钙镁操作后得到碳酸氢锂精制液。碳酸氢锂精制液在500℃条件下喷雾干燥，得到分散均匀的中空球状碳酸锂颗粒486g。实施例2将500g粗品碳酸锂与水按照15:1的固液比混合成均匀的含锂浆料，常温下搅拌，搅拌速度为250rpm，搅拌的同时以0.3l/min的速率在浆料中通入二氧化碳50min，反应生成碳酸氢锂溶液。将碳酸氢锂溶液过苏青d402树脂进行除钙镁操作后得到碳酸氢锂精制液。碳酸氢锂精制液在600℃条件下喷雾干燥，蠕动泵的速度为50r/min，压缩空气压力为0.2mpa，得到分散均匀的中空球状碳酸锂颗粒489g。实施例3将500g粗品碳酸锂与水按照10:1的固液比混合成均匀的含锂浆料，常温下搅拌，搅拌速度为250rpm，搅拌的同时以0.3l/min的速率在浆料中通入二氧化碳60min，反应生成碳酸氢锂溶液。将碳酸氢锂溶液过苏青d402树脂进行除钙镁操作后得到碳酸氢锂精制液。碳酸氢锂精制液在650℃条件下喷雾干燥，蠕动泵的速度为80r/min，压缩空气压力为0.3mpa，得到分散均匀的中空球状碳酸锂颗粒491g。实施例4将500g粗品碳酸锂与水按照10:1的固液比混合成均匀的含锂浆料，常温下搅拌，搅拌速度为250rpm，搅拌的同时以0.5l/min的速率在浆料中通入二氧化碳70min，反应生成碳酸氢锂溶液。将碳酸氢锂溶液过苏青d402树脂进行除钙镁操作后得到碳酸氢锂精制液。碳酸氢锂精制液在550℃条件下喷雾干燥，蠕动泵的速度为150r/min，压缩空气压力为0.3mpa，得到分散均匀的中空球状碳酸锂颗粒493g。实施例5将500g粗品碳酸锂与水按照10:1的固液比混合成均匀的含锂浆料，常温下搅拌，搅拌速度为350rpm，搅拌的同时以0.5l/min的速率在浆料中通入二氧化碳70min，反应生成碳酸氢锂溶液。将碳酸氢锂溶液过苏青d402树脂进行除钙镁操作后得到碳酸氢锂精制液。碳酸氢锂精制液在650℃条件下喷雾干燥，蠕动泵的速度为200r/min，压缩空气压力为0.4mpa，得到分散均匀的中空球状碳酸锂颗粒492g。分别对实施例1-5得到的碳酸锂产品取样分析检测，样品中各成分含量如下：项目实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5li2co399.99%99.99%99.99%99.99%99.99%na0.0003%0.0004%0.0004%0.0003%0.0002%cl0.0007%0.0008%0.0005%0.0004%0.0005%k0.0002%0.0004%0.0003%0.0002%0.0003%ca0.0006%0.0007%0.0006%0.0004%0.0003%mg0.0004%0.0002%0.0003%0.0002%0.0001%fe0.0001%0.0001%0.0001%0.0001%0.0001%so42-0.0035%0.0028%0.0032%0.0042%0.0033%zn0.0001%0.0001%0.00002%0.00003%0.00001%mn0.0001%0.0001%0.00001%0.00001%0.00001%al0.0001%0.0001%0.0001%0.0001%0.0001%cu0.0001%0.0001%0.0001%0.0001%0.0001%si0.0002%0.0001%0.0003%0.0002%0.0001%由上表可知，本发明的制备方法中粗品碳酸锂碳化除杂后直接喷雾干燥制备颗粒均匀，纯度较高的碳酸锂产品，不需要纯水再次洗涤，干燥，粉碎减少了工艺流程，在提高回收的碳酸锂品质的同时还降低了成本。如图1所示，本发明的实施例1制备的中空球状碳酸锂为2～5μm的微米球，球形分布均匀。如图2所示，本发明的实施例1制备的中空球状碳酸锂由纳米粒子团聚组成微米球，通过破裂的地方可以看出是中空结构。将采用内采用盘式干燥机干燥粉碎的碳酸锂与本本发明的实施例1制备的中空球状碳酸锂进行对比，结果如下。如图3所示，本发明的实施例1制备的中空球状碳酸锂颗粒的粒径分布图。如图4所示，采用盘式干燥机干燥粉碎的碳酸锂的粒径分布图。并将本发明的实施例1制备的中空球状碳酸锂与采用盘式干燥机干燥粉碎的碳酸锂颗粒的粒径对比，对比结果如下表：li2co3d(0.1)d(0.5)d(0.9)实施例1的碳酸锂2.096μm5.663μm12.482μm采用盘式干燥机干燥粉碎的碳酸锂2.373μm7.070μm15.858μm以上对比可知，本发明制备的中空球状碳酸锂颗粒要比通过采用盘式干燥机干燥粉碎的碳酸锂小得多，有利于提高碳酸锂的纯度，满足锂离子电池行业的需求。当前第1页12