利用盐湖卤水电解制备氢氧化锂的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用盐湖卤水电解制备氢氧化锂的方法，所述方法包括以下步骤：1)将含锂原始盐湖卤水通过盐田日晒蒸发浓缩，得到高镁锂比卤水；2)将高镁锂比卤水经过除杂得到精制卤水；3)以精制卤水作为阳极液，氢氧化锂溶液作为阴极液进行电解，通过阳离子膜在阴极室得到氢氧化锂一水合物溶液；4)氢氧化锂一水合物溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤干燥，得到氢氧化锂一水合物。本发明产品纯度高、成本低、锂的收率高、工艺简单易控。
【专利说明】利用盐湖卤水电解制备氢氧化锂的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电解制备氢氧化锂领域，具体地，本发明涉及一种利用盐湖卤水电解制备氢氧化锂的方法。
【背景技术】
[0002]锂是重要的战略资源之一，在国防工业及国家高科技发展中有重要的战略意义。我国是一个盐湖分布极广的国家，盐湖锂资源比较丰富，仅青海的盐湖区内，就储存着上千万吨的氯化锂，加快锂资源开发，提高锂产业水平，是我国现阶段锂工业迅速发展及亟待研究中的一项崭新内容。
[0003]氢氧化锂作为锂及其化合物中重要的初加工锂产品之一，可进一步用作生产醋酸锂、氟化锂、溴化锂、氯化锂、硝酸锂和苯甲酸锂等产品。目前主要用于锂基润滑脂、碱性蓄电池的电解液及溴化锂制冷机吸收液等方面。用氢氧化锂生产的锂基润滑脂，与钾、钠、钙基类的润滑脂相比，具有抗氧、耐压、润滑性能好、特别是工作温度宽，多次加热-冷却-加热循环时性能稳定，使用寿命长，抗水性强，在-60°C~300°C下润滑脂粘性几乎不发生改变，甚至在少量水存在时，仍然保持良好稳定的润滑特性，广泛用于军事装备、飞机、汽车、轧钢机以及各种机械传动部分的润滑，以及无线电探测装置、精密仪器等，尤其是应用于极寒、酷热等恶劣气候条件下；在电池工业中，将氢氧化锂添加于碱性蓄电池、镍氢电池的电解质中，可以延长电池寿命、增加蓄电量。
[0004]除此之外，还用于有机合成及制药、试剂及核反应堆的热载体和金属表面的保护剂；空间飞船、潜艇和水下呼吸器中呼吸气体净化系统中所用的材料等方面。因此，研究和开发纯度高、工艺简单、环境友好的LiOH生产方法具有重要现实意义和广阔的发展前景。
[0005]美国专利US3597340提供了一种用隔膜电解法生产氢氧化锂，是将经蒸发浓缩提纯后的天然卤水(主要含LiCl和NaCl，氯化锂的百分含量在8%~30%，其质量百分含量要大于氯化钠的质量百分含量)注入隔膜电解槽中，加直流电在适当的电压电流范围内进行电解，电解只能使部分氯化锂转化，其中的NaCl对电解没有影响。然后根据LiOH.Η20在一定的温度下在不同含量的LiCl和NaCl溶液中的溶解度的不同而结晶析出，经固液分离，水洗，再结晶可得到较纯的氢氧化锂产品。
[0006]美国专利US4036713首先浓缩卤水使锂含量达到2 %~7 %，沉淀分离锂以外的碱金属和碱土金属；然后按化学计量比加入氢氧化锂和碳酸锂溶液调整卤水pH值为10.5~11.5沉淀除去镁、钙、铁等离子，用盐酸中和得到精制卤水；以精制卤水作为阳极电解液、水或氢氧化锂溶液为阴极电解液进行电解，在电解池中有阳离子选择性渗透膜，隔离阴极电解液和阳极电解液，阳极电解液中的锂离子在电流作用下通过膜而迁移到阴极电解液中并与氢氧根离子结合而生成氢氧化锂，经浓缩、重结晶可得到杂质含量低于0.5%的氢氧化锂一水合物。
[0007]美国专利US20110044882选用适当的方法除去或降低卤水中的硼、镁、钙、硫酸根和钠、钾等离子(如用酸化或者有机萃取剂或离子交换树脂除去卤水中的硼；加入石灰或者熟石灰通过反应除去镁；用草酸沉淀钙；用钡盐沉淀硫酸根，蒸发浓缩除去钠盐和钾盐)，然后按化学计量加入氢氧化锂和碳酸锂溶液调整卤水pH值为10.5~11.5,沉淀除去镁、钙等离子，再通过离子交换进一步降低钙、镁离子的含量，使钙、镁离子总含量在低于150ppb。继续浓缩卤水使锂的质量分数达到2%~7%，钠、钾以氯化物形式沉淀而被除去，得到精制卤水。
[0008]在电解过程中，阳极电解液为精制卤水，阴极电解液为水或LiOH溶液；采用英力士氯碱FM1500单极膜，阳离子可以通过膜，阴离子被阻挡而不能通过。加电后，阳极电解液中的氯离子迁移到阳极失去电荷而产生氯气，锂离子进入阴极室并与阴极室内的水电离成的氢氧根离子结合成为产物氢氧化锂，最终，阳极电解液中的氯化锂转变成阴极电解液中氢氧化锂，电解可以持续操作直至氢氧化锂的浓度达到14%或接近饱和浓度。经浓缩、结晶可得到高纯度的单水氢氧化锂。
[0009]日本专利JP54043174提供了一种电解硫酸锂生产氢氧化锂的方法，是将硫酸锂溶液作为阳极液、水作为阴极液在膜电解槽装置中进行电解，其中阳极电解液和阴极电解液之间用含氟阳离子交换膜，电解电压为3~6V，电流密度为I~100A/dm2，在阴极可获得质量浓度约为5%~10%的氢氧化锂溶液，同时在阳极可获得硫酸溶液。
[0010]徐颖等人用提供了一种三室膜电解法由硫酸锂制备氢氧化锂的方法，此方法的实验研究刚刚起步，电流效率最高只有66.74%，更多影响因素及产业化生产有待继续研究。
[0011]氢氧化锂是锂及其化合物中重要的初加工锂产品之一，国内生产氢氧化锂的方法有:以锂云母为原料采用的石灰石焙烧法；以锂辉石为原料采用的碳酸钠加压浸取法。二者生产方法尽管技术路线成熟，工艺流程简单，但是物料流通量大、能耗大、成本高、环境污染比较严重，产品质量难以达到优级标准。以碳酸锂为原料的苛化法是目前国内外特别是国外生产氢氧化锂的主要方法，通过氢氧化钙和碳酸锂之间的水苛化反应而制得。该苛化法产品中钙杂质含量高，难以去除彻底，严重影响产品纯度，此外，该法纯化工艺繁琐，设备投资高，生产成本偏高。采用煅烧法生产的氢氧化锂，虽然在煅烧过程中可以去除硼、镁等杂质，提高了氢氧化锂的纯度，但是镁含量使该工艺流程复杂，设备腐蚀严重，蒸发水量大，能耗闻。
[0012]国外学者对电解制取氢氧化锂技术的研究起步较早，但进展速度缓慢。经过三十多年的时间，国外生产氢氧化锂的主要方法还是用碳酸锂苛化法，世界锂盐大公司仍然没有将此方法应用到生产LiOH的工业化生产中。美国专利US20110044882是美国专利US4036713的细化，虽然引起了电解卤水制取氢氧化锂的重视，并在多个国家申请专利，各操作条件范围进一步缩小，但只是针对镁含量比较低的卤水，而且卤水的精制过程比较复杂，电流效率低，采用的是比较昂贵的离子膜，成本比较高。电解硫酸锂生产氢氧化锂的方法，电流效率低，能耗高，杂质离子对电流效率、电压、能耗的影响有待继续优化。
【发明内容】
[0013]本发明的目的在于，提供一种利用盐湖卤水电解制备氢氧化锂的方法，该方法制备的产品纯度高，成本低， 收率高，工艺简单。
[0014]为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案:
[0015]一种利用盐湖卤水电解制备氢氧化锂的方法，所述方法包括以下步骤:[0016]I)将含锂原始盐湖卤水通过盐田日晒蒸发浓缩，得到高镁锂比卤水；
[0017]2)将高镁锂比卤水经过除杂得到精制卤水；
[0018]3)以精制卤水作为阳极液，氢氧化锂溶液作为阴极液进行电解，通过阳离子膜在阴极室得到氢氧化锂一水合物溶液；
[0019]4)氢氧化锂一水合物溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤干燥，得到氢氧化锂一水合物，冷却结晶后得到的母液作为电解阴极液进行循环电解或用于高镁锂比卤水除杂中调节溶液的pH。
[0020]优选地，所述步骤2)的除杂过程为:先用盐酸调整其酸碱度，使其pH值保持在
1.5~2.5,齒水中的硼尚子以硼酸形式析出，固液分尚后按比例加入石灰或者熟石灰，充分搅拌、过滤除去镁离子及硫酸根，得到低硼、低硫的电解原料液；
[0021]然后在温度50~70°C下采用两步法除镁，首先用氢氧化锂调整电解原料液的pH为8.5~9.5，生成的氢氧化镁与过量的镁离子结合带正电荷吸附溶液中的硼离子，固液分离除去镁离子；然后用步骤4)冷却结晶后得到的母液和/或碳酸锂溶液调整溶液的pH为
I1.5~12.5，除去溶液中残留的镁离子、钙离子和铁离子，用盐酸中和该溶液，中和液浓缩至锂离子质量分数高于3.6%，此时，氯化钠和氯化钾沉淀析出，去除沉淀得到氯化锂质量分数大于22%的精制卤水。
[0022]优选地，所述步骤3)的电离过程为:选用国产阳离子膜及电解槽，阳极液为精制卤水，其氯化锂质量分数大于22%，阴极液为氢氧化锂溶液，其氢氧化锂质量分数小于3%，电流密度为1.0~2.4kA/m2，电解温度≥55°C，平均工作电压为3.0~3.4V，电解产生的氢气和氯气作为副产品。
[0023]所述电解产生的氯气与电解产生的氢气反应生成盐酸，或电解产生的氯气经过液化得到液氯。
[0024]优选地，所述步骤4)的过程为:电解达到近饱和浓度的阴极液在搅拌下经加热蒸发浓缩析出氢氧化锂固体，将固液混合物冷却至30~50°C结晶，真空过滤或离心分离，得到氢氧化锂一水合物，经洗涤、在60~90°C干燥得到氢氧化锂一水合物含量大于99.8%的氢氧化锂一水合物产品。
[0025]本发明对盐田日晒蒸发浓缩得到的高镁锂比卤水通过一系列的除杂过程，得到精制卤水(主要含LiCl，质量分数大于22 % )，杂质离子含量为(Mg+Ca) ≤lppm, NaCl %≤5%(wt % )。
[0026]本发明以精制卤水作为阳极液，一定浓度的氢氧化锂溶液作为阴极液进行电解，通过阳离子膜的选择透过性，在阴极室得到氢氧化锂一水合物溶液，阴极液经蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤干燥，可得到氢氧化锂一水合物产品，产品纯度大于99.8%，锂收率接近100%。 [0027]本发明用氢氧化锂调整溶液的pH在8.5~9.5，生成的氢氧化镁与过量的镁离子结合带正电荷吸附溶液中的硼离子，固液分离可以除去大部分的镁。
[0028]本发明也可以利用硼特效树脂和镁、钙的离子交换树脂除去溶液中的硼离子、镁离子和韩离子。
[0029]本发明加直流电进行电解，电解阳极液在电解槽中电离成Li+和Cl、其中Li+在电荷作用下，通过具有选择性的阳离子膜迁移到阴极室，留下的Cl-在阳极电解作用下生成氯气。阴极室内的水电离成为H+和0H_，其中0H_被具有选择性的阳离子膜挡在阴极室与从阳极室过来的Li+结合成为产物氢氧化锂，H+在阴极电解作用下生成H2。电流效率高于75%，平均工作电压在3.0~3.4V，电解产生的氢气和氯气可作为副产品加以利用。阳极电解液氯化锂中含有的少量氯化钠对电解及产品不产生影响，电解过程中根据电解指标及产品物性可控制氢氧化钠和氢氧化锂的分离，氢氧化钠溶液及部分阴极液浓缩结晶分离后的母液去调整精制卤水过程中溶液的pH，氢氧化锂溶液经浓缩可得到氢氧化锂一水合物产品O
[0030]本发明工艺简单，易于控制，操作可靠性高，得到的氢氧化锂产品纯度高，可直接用于锂基润滑脂、电池行业以及其它锂产品的锂源，不用再次提纯。
[0031]本发明是利用盐湖卤水电解制备氢氧化锂一水合物，电流效率高于75%，平均工作电压在3.0~3.4V，产品纯度大于99.8%。
[0032]本发明消除了隔膜法使用石棉、水银法使用汞造成的公害及环境污染。[0033]本发明针对的是高镁锂比的盐湖卤水，卤水精制过程中的除杂方法比较简单，电解时采用了国产阳离子膜(如东岳DF988)，锂的回收率高，成本比较低，无二次污染。
[0034]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0035]I)产品纯度高:本发明的电解氯化锂溶液中不引入其它离子，得到的产品中杂质含量低。
[0036]2)成本低:电解槽及离子膜都是国产的，价格较低。
[0037]3)锂的收率高:阳极液循环电解，锂的收率接近100% ;阴极液经蒸发浓缩、固液分离后的母液可再次作为阴极电解液进行循环电解。
[0038]4)工艺简单易控:对选择性分离高镁锂比的盐湖卤水除杂简单，电解精制卤水，其工艺简单，易于控制，操作可靠性较高，适用范围广。
[0039]5)电解时可控制阳极液中氯化钠对产品纯度的影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0040]图1为本发明方法的工艺流程简图。
【具体实施方式】
[0041]以青海某硫酸镁亚型含锂氯化镁饱和卤水为原料，通过具体实例对本发明电解制备氢氧化锂的方法做进一步的说明。
[0042]如图1所示，将含锂原始盐湖卤水通过盐田日晒蒸发浓缩，得到高镁锂比卤水。其组成为(g/L):Li5.11，Mgl24.02，Ca0.82，Nal.93，K0.91，C1334.79，S042-35.60，Η3Β0351.4，得到的高镁锂比卤水经除杂、电解、蒸发、结晶得到氢氧化锂一水合物。
[0043]实施例一
[0044](I)精制卤水的制备
[0045]将盐田日晒蒸发浓缩得到的饱和氯化镁的卤水首先用盐酸调整其酸碱度，使其pH值保持在1.5,齒水中硼以硼酸析出，固液分尚后按比例加入石灰或者熟石灰，充分搅拌、过滤除去镁及硫酸根，得到低硼、低硫的电解原料液。然后在温度50~70°C下采用两步法除镁，首先用氢氧化锂调整溶液的PH在8.5，生成的氢氧化镁与过量的镁离子结合带正电荷吸附溶液中的硼离子，固液分离除去大部分的镁，然后用结晶分离后的母液氢氧化锂溶液和碳酸锂溶液调整溶液的pH为11.5，除去剩余的镁及钙、铁等离子，使卤水中镁、钙、铁、硼等离子降至最低，用盐酸中和该卤水，若有必要再利用硼特效树脂和镁、钙的离子交换树脂继续去除硼离子、镁离子或钙离子。
[0046]继续浓缩提纯后的卤水至锂离子质量分数为3.6% (以氯化锂计为22% )，氯化钠和氯化钾不溶于含氯化锂> 22%的浓缩卤水而沉淀析出，使钠、钾离子的总浓度保持在5%以下，得到精制卤水(主要成分是氯化锂)。
[0047]高镁锂比盐湖卤水中镁锂比在40:1以上。
[0048](2)电解精制卤水
[0049]选用国产阳离子膜东岳DF988及电解槽，阳极液为精制卤水，阴极液为质量分数为3%氢氧化锂溶液，电流密度为1.2kA/m2，电解温度为55°C，阴、阳极循环流量为0.2L/min，此时，电流效率为75.56%，能耗为4.ATSkWVkg-1LiOH,平均工作电压为3.02V,电解产生的氢气和氯气可作为副产品加以利用。
[0050]电解前调整阳极液的酸碱度，使其pH中2~3之间，可更好地抑制析氧反应及氯溶解产生的副反应。
[0051](3)阴极液浓缩结晶
[0052]电解达到接近饱和浓度的阴极液在搅拌下经加热蒸发浓缩可析出氢氧化锂固体，将固液混合物冷却至30°C，真空过滤或离心分离，可得到氢氧化锂一水合物，经洗涤、在60~90°C干燥得到纯度较高的氢氧化锂一水合物产品。
[0053]经检测，氢氧化锂一水合物产品中氢氧化锂一水合物含量大于99.8 %，锂收率≥ 99.8%。
[0054]实施例二
[0055](I)精制卤水的制备
[0056]将盐田日晒蒸发浓缩得到的饱和氯化镁的卤水首先用盐酸调整其酸碱度，使其pH值保持在2.5,齒水中硼以硼酸析出，固液分尚后按比例加入石灰或者熟石灰，充分搅拌、过滤除去镁及硫酸根，得到低硼、低硫的电解原料液。然后在温度50~70°C下采用两步法除镁，首先用氢氧化锂调整溶液的PH在9.5，生成的氢氧化镁与过量的镁离子结合带正电荷吸附溶液中的硼离子，固液分离除去大部分的镁，然后用结晶分离后的母液氢氧化锂溶液或碳酸锂溶液调整溶液的PH为12.5，除去剩余的镁及钙、铁等离子，使中镁、韩、铁、硼等离子降至最低，用盐酸中和该卤水，若有必要再利用硼特效树脂和镁、钙的离子交换树脂继续去除硼离子、镁离子或钙离子。
[0057]继续浓缩提纯后的卤水至锂离子质量分数为3.7% (以氯化锂计为23% )，氯化钠和氯化钾不溶于含氯化锂≥ 22%的浓缩卤水而沉淀析出，使钠、钾离子的总浓度保持在5%以下，得到精制卤水(主要成分是氯化锂)。
[0058]高镁锂比盐湖卤水中镁锂比在40:1以上。
[0059](2)电解精制卤水
[0060]选用国产阳离子膜及电解槽，阳极液为氯化锂质量分数为23%的精制卤水，阴极液为质量分数为3%氢氧化锂溶液，电流密度为2.0kkfm2,电解温度为56°C,阴、阳极循环流量为0.33L/min，此时，电流效率为75.65%，能耗为5.0SZkWVkg-1LiOH,平均工作电压为3.4V，电解产生的氢气和氯气可作为副产品加以利用。
[0061]电解前调整阳极液的酸碱度，使其pH中2~3之间，可更好地抑制析氧反应及氯溶解产生的副反应。
[0062](3)阴极液浓缩结晶
[0063]电解达到接近饱和浓度的阴极液在搅拌下经加热蒸发浓缩可析出氢氧化锂固体，将固液混合物冷却至50°C，真空过滤或离心分离，可得到氢氧化锂一水合物，经洗涤、在60~90°C干燥得到纯度较高的氢氧化锂一水合物产品。
[0064]经检测，氢氧化锂一水合物产品中氢氧化锂一水合物含量大于99.8 %，锂收率≥ 99.9%。 [0065]实施例三
[0066](I)精制卤水的制备
[0067]将盐田日晒蒸发浓缩得到的饱和氯化镁的卤水首先用盐酸调整其酸碱度，使其pH值保持在2,齒水中硼以硼酸析出，固液分尚后按比例加入石灰或者熟石灰，充分搅拌、过滤除去镁及硫酸根，得到低硼、低硫的电解原料液。然后在温度50~70°C下采用两步法除镁，首先用氢氧化锂调整溶液的PH在9，生成的氢氧化镁与过量的镁离子结合带正电荷吸附溶液中的硼离子，固液分离除去大部分的镁，然后用结晶分离后的母液氢氧化锂溶液和碳酸锂溶液调整溶液的PH为12，除去剩余的镁及钙、铁等离子，使卤水中镁、钙、铁、硼等离子降至最低，用盐酸中和该卤水，若有必要再利用硼特效树脂和镁、钙的离子交换树脂继续去除硼离子、镁离子或钙离子。
[0068]继续浓缩提纯后的卤水至锂离子质量分数为3.6% (以氯化锂计为22% )，氯化钠和氯化钾不溶于含氯化锂> 22%的浓缩卤水而沉淀析出，使钠、钾离子的总浓度保持在5%以下，得到精制卤水(主要成分是氯化锂)。
[0069]高镁锂比盐湖卤水中镁锂比在40:1以上。
[0070](2)电解精制卤水
[0071]选用国产阳离子膜及电解槽，阳极液为氯化锂质量分数为22%的精制卤水，阴极液为质量分数2%氢氧化锂溶液，电流密度为2.Akk/χα ,电解温度为59°C,阴、阳极循环流量为0.2L/min,此时，电流效率为76.37 %，能耗为4.443kffh/kg_1Li0H,平均工作电压为3.04V,电解产生的氢气和氯气可作为副产品加以利用。
[0072]电解前调整阳极液的酸碱度，使其pH中2~3之间，可更好地抑制析氧反应及氯溶解产生的副反应。
[0073](3)阴极液浓缩结晶
[0074]电解达到接近饱和浓度的阴极液在搅拌下经加热蒸发浓缩可析出氢氧化锂固体，将固液混合物冷却至40°C，真空过滤或离心分离，可得到氢氧化锂一水合物，经洗涤、在60~90°C干燥得到纯度较高的氢氧化锂一水合物产品。
[0075]经检测，氢氧化锂一水合物产品中氢氧化锂一水合物含量大于99.8 %，锂收率≥ 99.9%。
[0076]实施例四
[0077](I)精制卤水的制备
[0078]将盐田日晒蒸发浓缩得到的饱和氯化镁的卤水首先用盐酸调整其酸碱度，使其pH值保持在2,齒水中硼以硼酸析出，固液分尚后按比例加入石灰或者熟石灰，充分搅拌、过滤除去镁及硫酸根，得到低硼、低硫的电解原料液。然后在温度50~70°C下采用两步法除镁，首先用氢氧化锂调整溶液的PH在9，生成的氢氧化镁与过量的镁离子结合带正电荷吸附溶液中的硼离子，固液分离除去大部分的镁，然后用结晶分离后的母液氢氧化锂溶液和碳酸锂溶液调整溶液的PH为12，除去剩余的镁及钙、铁等离子，使卤水中镁、钙、铁、硼等离子降至最低，用盐酸中和该卤水，若有必要再利用硼特效树脂和镁、钙的离子交换树脂继续去除硼离子、镁离子或钙离子。
[0079]继续浓缩提纯后的卤水至锂离子质量分数为4.6% (以氯化锂计为28% )，氯化钠和氯化钾不溶于含氯化锂> 22%的浓缩卤水而沉淀析出，使钠、钾离子的总浓度保持在5%以下，得到精制卤水(主要成分是氯化锂)。
[0080]高镁锂比盐湖卤水中镁锂比在40:1以上。
[0081](2)电解精制卤水
[0082]选用国产阳离子膜及电解槽，阳极液为氯化锂质量分数为28%的精制卤水，阴极液为质量分数3%氢氧化锂溶液，电流密度为1.6kA/m2，电解温度为65°C，阴、阳极循环流量为0.2L/min,此时，电流效率为75.11 %，能耗为4.934kffh/kg_1Li0H,平均工作电压为3.31V，电解产生的氢气和氯气可作为副产品加以利用。
[0083]电解前调整阳极液的酸碱度，使其pH中2~3之间，可更好地抑制析氧反应及氯溶解产生的副反应
[0084](3)阴极液浓缩结晶
[0085]电解达到接近饱和浓度的阴极液在搅拌下经加热蒸发浓缩可析出氢氧化锂固体，将固液混合物冷却至40°C，真空过滤或离心分离，可得到氢氧化锂一水合物，经洗涤、在60~90°C干燥得到纯度较高的氢氧化锂一水合物产品。
[0086]经检测，氢氧化锂一水合物产品中氢氧化锂一水合物含量大于99.8 %，锂收率≥ 99.9%。
【权利要求】
1.一种利用盐湖卤水电解制备氢氧化锂的方法，所述方法包括以下步骤: 1)将含锂原始盐湖卤水通过盐田日晒蒸发浓缩，得到高镁锂比卤水； 2)将高镁锂比卤水经过除杂得到精制卤水； 3)以精制卤水作为阳极液，氢氧化锂溶液作为阴极液进行电解，通过阳离子膜在阴极室得到氢氧化锂一水合物溶液； 4)氢氧化锂一水合物溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤干燥，得到氢氧化锂一水合物，冷却结晶后得到的母液作为电解阴极液进行循环电解或用于高镁锂比卤水除杂中调节溶液的pH。
2.根据权利要求1所述的利用盐湖卤水电解制备氢氧化锂的方法，其特征在于，所述步骤2)的除杂过程为:先用盐酸调整其酸碱度，使其pH值保持在1.5~2.5，卤水中的硼离子以硼酸形式析出，固液分离后按比例加入石灰或者熟石灰，充分搅拌、过滤除去镁离子及硫酸根，得到低硼、低硫的电解原料液； 然后在温度50~70°C下采用两步法除镁，首先用氢氧化锂调整电解原料液的pH为8.5~9.5，生成的氢氧化镁与过量的镁离子结合带正电荷吸附溶液中的硼离子，固液分离除去镁离子；然后用步骤4)冷却结晶后得到的母液和/或碳酸锂溶液调整溶液的pH为11.5~12.5，除去溶液中残留的镁离子、钙离子和铁离子，用盐酸中和该溶液，中和液浓缩至锂离子质量分数高于3.6%，此时，氯化钠和氯化钾沉淀析出，去除沉淀得到氯化锂质量分数大于22%的精制卤水。
3.根据权利要求1所述的利用盐湖卤水电解制备氢氧化锂的方法，其特征在于，所述步骤3)的电离过程为:选用国产阳离子膜及电解槽，阳极液为精制卤水，其氯化锂质量分数大于22%，阴极液为氢氧化锂溶液，其氢氧化锂质量分数小于3%，电流密度为1.0~2.4kA/m2，电解温度≥55°C，平均工作电压为3.0~3.4V，电解产生的氢气和氯气作为副产品O
4.根据权利要求3所述的利用盐湖卤水电解制备氢氧化锂的方法，其特征在于，所述电解产生的氯气与电解产生的氢气反应生成盐酸，或电解产生的氯气经过液化得到液氯。
5.根据权利要求1所述的利用盐湖卤水电解制备氢氧化锂的方法，其特征在于，所述步骤4)的过程为:电解达到近饱和浓度的阴极液在搅拌下经加热蒸发浓缩析出氢氧化锂固体，将固液混合物冷却至30~50°C结晶，真空过滤或离心分离，得到氢氧化锂一水合物，经洗涤、在60~90°C干燥得到氢氧化锂一水合物的含量大于99.8%的氢氧化锂一水合物产品。
【文档编号】C25B1/16GK103924258SQ201410175543
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月28日 优先权日:2014年4月28日
【发明者】李法强, 王敏, 祝增虎, 彭正军, 贾国凤, 诸葛芹, 时历杰, 赵有璟, 李锦丽, 龚龑, 王青磊 申请人:中国科学院青海盐湖研究所