8] 其它的实施例包括利用本发明的氢氧化锂溶液形成被认为是消毒剂的次氯酸锂， 通过酸碱反应制备生产高纯度氟化锂和溴化锂以及其它锂衍生化合物。
[0089] 认识到对高纯度氯化锂溶液的需求，本发明的方法利用离子交换树脂有效除去钙 和镁离子，使其合并浓度低于200ppb。这些浓度为氯化锂电化学电池中可接受的，且利用粒 径均匀分布的高容量大孔弱酸性阳离子交换树脂可以实现。树脂可以用来自方法下游的盐 酸和氢氧化锂再生以节约操作成本。
[0090] 采用下面典型的杂质分析方法，所得的纯化的氯化锂溶液在15-30wt%锂（作为 氯化锂）溶液之间：
[0091]
【主权项】
1. 一种生产高纯度锂产品的方法，包括以下步骤： (a) 将含有锂和钠并且可选地含有钾的卤水浓缩，以使钠以及可选地使钾从所述卤水 中沉淀； (b) 可选地将所述含锂卤水纯化，以去除或降低硼、镁、钙、硫酸盐和任何剩余的钠或钾 的浓度； (c) 将所述含锂卤水的pH值调节到10. 5至11以进一步去除锂以外的任何阳离子； (d) 通过离子交换进一步纯化在（c)后产生的所述卤水以将钙和镁的总浓度降低至 15ppb以下； (e) 将在⑷后产生的所述卤水电解以产生其中钙和镁的总浓度在15ppb以下的氢氧 化锂溶液，其中含有副产物氯气和氢气；以及 (f) 将所述氢氧化锂溶液生成高纯度锂产品。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述的高纯度锂产品选自下列之一：高纯单水氢 氧化钮晶体和尚纯碳酸钮。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括浓缩及结晶氢氧化锂溶液成单水氢 氧化锂晶体，和将单水氢氧化锂晶体离心。
4. 根据权利要求3所述的方法，进一步包括将所述离心的晶体干燥以及随后将所述干 燥的物质封装。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中在（a)中在电解前将所述含锂卤水浓缩至锂浓度 以重量计为2%至7%。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中在（a)中通过曝晒蒸发来浓缩含有锂的卤水。
7. 根据权利要求1所述的方法，其中在（b)中通过有机萃取方法或离子交换来降低所 述卤水中硼的含量。
8. 根据权利要求1所述的方法，其中在（b)中通过使用石灰或熟石灰的受控反应来降 低所述卤水中镁的含量。
9. 根据权利要求1所述的方法，其中在（b)中通过使用石灰和熟石灰的受控反应来降 低所述卤水中镁的含量。
10. 根据权利要求1所述的方法，其中在（b)中通过草酸处理来降低所述卤水中钙的含 量。
11. 根据权利要求1所述的方法，其中在（b)中通过钡处理来降低所述卤水中硫酸盐的 含量。
12. 根据权利要求1所述的方法，其中在（b)中通过分步结晶来降低所述卤水中钠的含 量。
13. 根据权利要求1所述的方法，其中在（c)中将所述卤水的pH值调节至11。
14. 根据权利要求1所述的方法，其中在（c)中通过加入与铁、钙和镁的含量化学计量 相等的氢氧化锂和碳酸锂来调节所述卤水的PH值。
15. 根据权利要求1所述的方法，其中在（c)中通过加入由权利要求1的方法获得的高 纯度产品的氢氧化锂或碳酸锂来调节所述卤水的PH值。
16. 根据权利要求1所述的方法，其中在所述电解步骤中应用半透膜，其选择性透过阳 离子并且抑制阴离子的通道。
17. 根据权利要求1所述的方法，其中在所述电解步骤中，电极由钛和镍涂层制成。
18. 根据权利要求1所述的方法，其中在所述电解步骤中，电化学电池按"伪零间隙"构 造排列。
19. 根据权利要求1所述的方法，其中在所述电解步骤中，使用单极膜电池。
20. 根据权利要求1所述的方法，其中在所述电解步骤中，阴极侧电极为提灯式刀片设 计以促进端流和气体释放。
21. -种生产盐酸的方法，包括以下步骤： (a) 将含有锂和钠并且可选地含有钾的卤水浓缩，以使钠可选地使钾从所述卤水中沉 淀； (b) 可选地将所述卤水纯化，以去除或降低硼、镁、钙、硫酸盐和任何剩余的钠或钾的浓 度； (c) 将所述卤水的pH值调节到10. 5至11以进一步去除锂以外的任何阳离子； (d) 进一步通过离子交换纯化所述卤水以将钙和镁的总浓度降低至15ppb以下； (e) 将所述卤水电解以产生其中钙和镁的总浓度在15ppb以下的氢氧化锂溶液，其中 含有副产物氯气和氢气；以及 (f) 通过所述氯气与过量氢的燃烧来产生盐酸。
22. 根据权利要求21所述的方法，其中在（e)中的所述氢氧化锂溶液被转换为高纯锂 产品。
23. 根据权利要求22述的方法，进一步包括将氢氧化锂溶液浓缩及结晶以产生单水氢 氧化钮晶体。
24. 根据权利要求23所述的方法，进一步包括干燥所述晶体。
25. 根据权利要求21所述的方法，其中在（a)中在电解前将所述包含锂的卤水浓缩至 锂浓度以重量计为2 %至7 %。
26. 根据权利要求21所述的方法，其中在（a)中通过曝晒蒸发来浓缩含有锂的卤水。
27. 根据权利要求21所述的方法，其中在（b)中通过有机萃取方法来降低所述卤水中 硼的含量。
28. 根据权利要求21所述的方法，其中在（b)中通过使用石灰或熟石灰的受控反应来 降低所述卤水中镁的含量。
29. 根据权利要求21所述的方法，其中在（b)中通过使用石灰的受控反应来降低所述 卤水中镁的含量。
30. 根据权利要求21所述的方法，其中在（b)中通过草酸处理来降低所述卤水中钙的 含量。
31. 根据权利要求21所述的方法，其中在（b)中通过钡处理来降低所述卤水中硫酸盐 的含量。
32. 根据权利要求21所述的方法，其中在（b)中通过分步结晶来降低所述卤水中钠的 含量。
33. 根据权利要求21所述的方法，其中在（c)中将所述卤水的pH值调节至11。
34. 根据权利要求21所述的方法，其中在（c)中通过加入与铁、钙和镁的含量化学计量 相等的氢氧化锂和碳酸锂来调节所述卤水的PH值。
35. 根据权利要求21所述的方法，其中在（c)中通过加入高纯度产品获得的氢氧化锂 或碳酸锂来调节所述卤水的pH值。
36. 根据权利要求21所述的方法，其中在（d)中通过离子交换来将所述卤水的钙和镁 的总浓度降低至15ppb以下。
37. 根据权利要求22所述的方法，其中在所述电解步骤中应用半透膜，其选择性透过 阳离子并且抑制阴离子的通道。
38. 根据权利要求21所述的方法，其中在所述电解步骤中，所述电极由钛和镍涂层制 成。
39. 根据权利要求21所述的方法，其中在所述电解步骤中，所述电化学电池按"伪零间 隙"构造排列。
40. 根据权利要求21所述的方法，其中在所述电解步骤中，使用单极膜电池。
41. 根据权利要求21所述的方法，其中在所述电解步骤中，所述阴极侧电极为提灯式 刀片设计以促进湍流和气体释放。
42. -种生产单水氢氧化锂晶体的方法，包括以下步骤： (a) 将含有锂和钠并且可选地含有钾的卤水纯化，以将钙和镁的总浓度降低至15ppb 以下； (b) 将所述卤水电解以产生其中钙和镁的总浓度在15ppb以下的氢氧化锂溶液，其中 含有副产物氯气和氢气；以及 (c) 将所述氢氧化锂溶液浓缩及结晶以生成单水氢氧化锂晶体。
43. -种生产盐酸的方法，包括以下步骤： (a) 将含有锂和钠并且可选地含有钾的卤水纯化，以将钙和镁的总浓度降低至15ppb 以下； (b) 将所述卤水电解以产生其中钙和镁的总浓度在15ppb以下的氢氧化锂溶液，其中 含有副产物氯气和氢气；以及 (c) 通过所述氯气与过量氢的燃烧来产生盐酸。
44. 一种生产单水氢氧化锂和盐酸的方法，包括以下步骤： 将含有锂和钠并且可选地含有钾的卤水纯化，以将钙和镁的总浓度降低至15ppb以 下； (b) 将所述卤水电解以产生其中钙和镁的总浓度在15ppb以下的氢氧化锂溶液，其中 含有副产物氯气和氢气； (c) 将所述氢氧化锂溶液浓缩及结晶以生成单水氢氧化锂晶体；以及 (d) 通过所述氯气与过量氢的燃烧来产生盐酸。
45. 单水氢氧化锂，含有组合总浓度为15ppb以下的Ca和Mg。
46. 氢氧化锂水溶液，含有总浓度为15ppb以下的Ca和Mg。
【专利摘要】本发明涉及用于生产高纯度单水氢氧化锂的方法，包括以下步骤：将含有锂的卤水浓缩；纯化该卤水以去除或降低除锂以外的离子浓度；如有必要，将卤水的pH值调节到约10.5至11以进一步去除除锂以外的阳离子；用酸中和该卤水；通过离子交换将卤水纯化以将钙和镁的总浓度降低至150ppb以下；将该卤水电解以生成其中钙和镁的总浓度在150ppb以下的氢氧化锂溶液，副产物为氯气和氢气；如果选择这样操作的话，通过将氯气与过量的氢气燃烧以及随后用纯净水洗涤所得气流来产生盐酸；以及将氢氧化锂溶液浓缩和结晶以产生单水氢氧化锂晶体。
【IPC分类】C25B1-16, C01D15-02, C01B7-01
【公开号】CN104878405
【申请号】CN201510134551
【发明人】大卫·J.·巴克利, J.·大卫·詹得斯, 丹·阿瑟顿
【申请人】罗克伍德锂公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2009年4月9日
【公告号】CA2725443A1, CA2725443C, CN102016123A, EP2268851A1, EP2268851A4, US20110044882, WO2009131628A1