者摩尔比5 :1)按摩尔比1: 2.5混合，在70°C搅拌（200转/分)反应3小时，过滤，得到锂含量 (以Li20计)4.3wt %的苛化溶液;将苛化溶液连续通过填有苯乙烯阳离子交换树脂002 X 7 的离子交换柱，得到精制苛化溶液;按照每升精制苛化溶液120升标态(0°C，latm)二氧化碳 比例，向精制苛化溶液通入二氧化碳，在80°C搅拌(300转/分)反应3小时后停止通气，在90 °C陈化3小时，过滤，洗涤，得到粗碳酸锂；将粗碳酸锂与水混合，配成锂含量（以Li 20计） 45wt%的浆液，加入复合精细除杂剂（三乙醇胺、碳酸铵和葡萄糖，三者摩尔配比为1:2: 20)，控制碳酸锂与复合精细除杂剂摩尔比为1:0.6，在90°C搅拌（100转/分)反应5小时，过 滤，洗涤，干燥（140°C，2小时），制得主含量2 99.9wt%的电池级碳酸锂产品。
[0054] 实施例9
[0055]称取100克碳酸锂含量75wt %的锂精矿，与水混合制成30wt %浆液，然后加入物相 转化剂(盐酸和硫酸，二者摩尔比为1:10)，控制碳酸锂与物相转化剂摩尔比为1:2.5,在30 °C搅拌（100转/分)反应2.5小时，过滤，得到锂含量（以Li 20计)3.6wt %的锂盐溶液;将锂盐 溶液和无机碱(氨水和氢氧化钙，二者摩尔比1:5)按摩尔比1:4.5混合，在50°C搅拌(200转/ 分)反应3小时，过滤，得到锂含量（以Li2〇计）3.2wt %的苛化溶液;将苛化溶液连续通过填 有苯乙烯阳离子交换树脂D732、D001、D-61和丙烯酸阳离子交换树脂D-85(四者重量比为 30 :12 : 5 :1)的离子交换柱，得到精制苛化溶液；按照每升精制苛化溶液150升标态（0°C， latm)二氧化碳比例，向精制苛化溶液通入二氧化碳，在30°C搅拌(200转/分)反应3小时后 停止通气，在110°C陈化5小时，过滤，洗涤，得到粗碳酸锂;将粗碳酸锂与水混合，配成锂含 量（以Li 20计）25wt%的浆液，加入复合精细除杂剂(酒石酸、三乙醇胺和碳酸铵，三者摩尔 配比为10: 2:1)，控制碳酸锂与复合精细除杂剂摩尔比为1:0.3,在70°C搅拌(450转/分)反 应2.5小时，过滤，洗涤，干燥（120°C，4小时），制得主含量2 99.7wt %的电池级碳酸锂产品。 [0056] 实施例10
[0057]称取100克碳酸锂含量90wt %的锂精矿，与水混合制成47wt %浆液，然后加入物相 转化剂(硫酸和二氧化硫，二者摩尔比为1:10)，控制碳酸锂与物相转化剂摩尔比为1:1.5， 在40°C搅拌（150转/分)反应3.5小时，过滤，得到锂含量（以Li 20计)5.5wt %的锂盐溶液;将 锂盐溶液和无机碱(氢氧化钙和氨水，二者摩尔比1:1)按摩尔比1:4混合，在80°C搅拌(250 转/分)反应5小时，过滤，得到锂含量（以Li2〇计)3.5wt %的苛化溶液;将苛化溶液连续通过 填有苯乙烯阳离子交换树脂D001和苯乙烯阳离子交换树脂D-62(二者重量比为1:10)的离 子交换柱，得到精制苛化溶液;按照每升精制苛化溶液70升标态(0°C，latm)二氧化碳比例， 向精制苛化溶液通入二氧化碳，在70°C搅拌（250转/分)反应4小时后停止通气，在125°C陈 化3.5小时，过滤，洗涤，得到粗碳酸锂；将粗碳酸锂与水混合，配成锂含量（以Li20计） 35wt %的浆液，加入复合精细除杂剂(三乙醇胺、柠檬酸和葡萄糖，三者摩尔配比为10 : 5 : 〇. 1)，控制碳酸锂与复合精细除杂剂摩尔比为1: 〇. 1，在85°C搅拌(350转/分)反应2.5小时， 过滤，洗涤，干燥（140°C，2小时），制得主含量2 99.6wt %的电池级碳酸锂产品。
【主权项】
1. 一种基于物相转化的电池级碳酸锂制备方法，其特征在于所述方法按如下步骤进 行： 1) 物相转化:将碳酸锂含量为50_95wt %的锂精矿与水混合，制成10-50wt%浆液，然后 加入物相转化剂，控制碳酸锂与物相转化剂的摩尔比为1:1-5;在10_100°C搅拌条件下反应 0.5-5小时，然后过滤，得到以Li20计的锂含量为2.0-6. Owt %的锂盐溶液； 2) 苛化:将锂盐溶液和无机碱按摩尔比1:1-4混合，在10-100°C搅拌条件下反应0.5-5 小时，然后过滤，得到以Li 20计的锂含量为2.0-6. Owt %的苛化溶液； 3) 精制:将苛化溶液连续通过填有阳离子交换树脂的离子交换柱，得到精制苛化溶液； 4) 碳化:在10_90°C搅拌条件下，按照每升精制苛化溶液通入40-200升标准状态的二氧 化碳，反应0.5-5.0小时后停止通气，再在60-150°C温度下陈化0.5-5小时，然后过滤、洗涤， 得到粗碳酸锂； 5) 精细除杂:将粗碳酸锂与水混合，配成以Li20计的锂含量为5-50wt%的浆液，加入复 合精细除杂剂，控制碳酸锂与复合精细除杂剂摩尔比为1:0.01-1，在l〇-l〇〇°C搅拌条件下 反应0.5-5小时，然后过滤、洗涤、干燥，制得主含量2 99.5wt%的电池级碳酸锂产品。2. 根据权利要求1所述的一种基于物相转化的电池级碳酸锂制备方法，其特征在于，步 骤1 )、步骤2)和步骤5)中所述的搅拌条件为50-500转/分。3. 根据权利要求1或2所述的一种基于物相转化的电池级碳酸锂制备方法，其特征在 于，所述物相转化剂为盐酸、硫酸、硝酸、亚硫酸、亚硝酸、氯气、二氧化硫和二氧化氮中的任 一种或几种的混合。4. 根据权利要求3所述的一种基于物相转化的电池级碳酸锂制备方法，其特征在于，所 述复合精细除杂剂采用乙二胺四乙酸二钠、三乙醇胺、三乙酸钠、氯化铵、次氯酸钾、次氯酸 钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、丙三醇、酒石酸、二乙烯四醋酸、柠檬酸、葡萄糖、羧甲基羟基丙 二酸和羧甲基羟基丁二酸中的一种或几种。5. 根据权利要求1或2所述的一种基于物相转化的电池级碳酸锂制备方法，其特征在 于，所述无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙和氨水中的任一种或几种的混合。6. 根据权利要求1所述的一种基于物相转化的电池级碳酸锂制备方法，其特征在于，所 述阳离子交换树脂为苯乙烯系阳离子交换树脂、丙烯酸系阳离子交换树脂或季铵型阳离子 树脂中的任一种或几种的组合。7. 按照权利要求6所述的一种基于物相转化的电池级碳酸锂制备方法，其特征在于，所 述苯乙烯系阳离子交换树脂为732、734、0001、0002、002\7、0-61或0-62;丙烯酸系阳离子 交换树脂D-85或Dl 13;季铵型阳离子树脂为D254。
【专利摘要】一种基于物相转化的电池级碳酸锂制备方法，属于无机化工材料制备技术领域。本发明以锂精矿为原料，首先将锂精矿与水混合，配成10-50％浆液，然后加入物相转化剂，在10-100℃反应0.5-5小时，得到高浓度锂盐溶液；然后将锂盐溶液和无机碱混合，反应后得到高浓度的苛化溶液；将苛化溶液通入阳离子交换柱，得到精制苛化溶液，再往精制苛化溶液中通入二氧化碳，制得粗碳酸锂；最后将粗碳酸锂与适量复合精细除杂剂在水中混合，反应后制得主含量≥99.5wt％的电池级碳酸锂产品。本发明利用物相转化法显著提高了锂盐溶液浓度，实现了高浓度苛化和碳化，提高了电池级碳酸锂的制备效率，为电池级碳酸锂的工业化制备提供了一条新途径。
【IPC分类】C01D15/08
【公开号】CN105502442
【申请号】CN201610029273
【发明人】向兰, 魏飞, 曾云, 张英才, 温海军, 袁波, 易美桂
【申请人】清华大学, 金昌北方国能锂业有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月15日