专利名称：无尘级单水氢氧化锂的新型制备方法
技术领域：
本发明涉及ー种无尘级单水氢氧化锂的新型制备方法，属于氢氧化锂制备技术领域。
背景技术：
单水氢氧化锂(LiOH H2O)的用途广泛，制造高级锂基润滑脂是目前LiOH H2O消费量最大的领域，LiOH H2O生产的锂基润滑脂，适用温度范围宽(_50°C +300°C )、防火性能好、难氧化、多次加热ー冷却ー加热循环时性能稳定，使用寿命长，抗水性強。此外，LiOH H2O在化工、国防、电池等领域也有广泛应用。在电池エ业中用于碱性蓄电池添加剂可以延长其寿命，増加蓄电量。在国防上作为离子交换树脂可以吸收放射性同位素，可用作核反应堆的热载体和金属表面的保护剂。在航空航天方面，LiOH^H2O可用于潜水艇中空气浄化，飞行员的呼吸罩。LiOH *H20还可作为水净化剂、生产多孔混凝土的乳化剤、特种光学 玻璃原料以及合成维生素A和其它很多锂盐产品的原料。LiOH -H2O是专门用于生产锂离子电池的高档产品，随着锂动カ电池和储能电池的不断发展，以及下游使用过程中对清洁环保、健康性能的需求日益突显，单水氢氧化锂的应用范围将会进ー步扩大。LiOH -H2O的制备方法主要有I、石灰石焙烧法；2、^ -锂辉石碳酸钠加压浸取法；3、碳酸锂苛化法；4、电解精制卤水；5、电解Li2SO4溶液；6、铝酸盐锂沉淀法；7、煅烧法；8、硅酸锂转化法；9、专利号为ZL 200710051016. 5提供了ー种电池级单水氢氧化锂的制备方法，该方法是将硫酸锂浸出液适当蒸发浓缩，加入NaOH反应，过滤除去Fe、Ca、Mn等杂质,然后冷冻到_5±3°C后，过滤分离出Na2SO4 IOH2O,然后将滤液蒸发浓缩结晶出粗LiOH H2O,将粗LiOH H2O重溶，井向粗LiOH H2O重溶液中加入精制剂除Na，冷却结晶过滤分离，固体为湿LiOH H2O,再经干燥制得LiOH H2O产品。本发明的发明人前期的研究工作，专利号为ZL 200710051016. 5提供了一种电池级单水氢氧化锂的制备方法。该方法制备的LiOH H2O产品存在下游使用过程中产生严重的粉尘飞扬，并刺激人体呼吸系统，随着人们环保意识的增强，对工作环境提出了更高要求，解决此问题将成为今后产品改进的方向。虽然未干燥的、湿的LiOH H2O能解决粉尘飞扬的问题，但湿的LiOH *H20存在板结的情況。使用过程中，2天未使用则出现板结现象，需要敲打成小块后投料使用。若3-4天未使用，则会变成硬度很大的结块，难以使用。超过4天，则用铁锤都难以敲散，不能使用。因此，解决湿LiOH H2O的板结问题和干LiOH H2O的粉尘飞扬问题是本发明人的主要研究内容。之后本发明的发明人又进行了进ー步研究，专利号为ZL201010602894.3，提供了ー种无尘级单水氢氧化锂的制备方法。该方法是将硫酸锂浸出液蒸发浓缩，加入NaOH反应，过滤除去Fe、Ca、Mn等杂质，然后冷冻到_5 — (TC后，过滤分离出Na2SO4 IOH2O,然后将冷冻滤液蒸发浓缩，冷却结晶分离得到LiOH *H20粗品，将LiOH *H20粗品重溶解，再向粗品重溶液中加入特定的防板结剂，经过蒸发浓缩，冷却结晶过滤分离，得到湿无尘级单水氢氧化锂，再经冷却即得无尘级单水氢氧化锂产品。该方法解决了产品下游使用过程中粉尘飞扬和存储过程中结块的问题。但是由于エ艺条件的限制，产品的主含量过低，LiOH含量只能达到55% ;不能满足相关客户对产品主含量(LiOH含量彡56. 5%)的需求。因此，本发明的发明人又进行了进ー步的研究，即能保证产品无粉尘飞扬，长期存储不结块，又能有效提高产品主含量，满足高端润滑脂制造领域对单水氢氧化锂产品的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题改进前期的方法，提供ー种即能保证产品无粉尘飞扬，且长期存储不结块，又能保证产品主含量的制备LiOH H2O的方法。本发明的技术方案是(I)制备 Li2O 浓度为 60_75g/L 的 LiOH 溶液；(2)在步骤(I)的LiOH溶液中加入改性试剂，并加热升温至85-95°C，过滤、分离，滤液得到LiOH精制液；改性试剂的量为LiOH质量的0. 04%—0. 08% ;优选0. 05% — 0. 07% ；·(3)将步骤(2)得到的LiOH精制液蒸发至液固相体积比为1:0. 8 I. 0时，冷却结晶、分离、淋洗得到LiOH H2O湿品；(4)将步骤(3)得到的湿品进行干燥，然后加入改性试剂，混合搅拌均匀，并冷却至适宜温度即得；改性试剂的量为LiOH质量的0. 01% — 0. 04% ;优选0. 01% — 0. 03% ；所述改性试剂为十二醇硫酸钠、石蜡、ニ辛基玻璃酸磺酸钠、脂肪酸聚こニ醇酷、ニ溴こ烷、脂肪酸山梨坦、十二烷基磺酸钠、甲基戊醇、硬脂酸等中的一种或多种的组合。优选的是十二醇硫酸钠、石蜡、脂肪酸山梨坦、十二烷基磺酸钠、脂肪酸聚こニ醇酯中ー种或多种的组合。最优的是脂肪酸聚こニ醇酷。本发明的有益效果采用本发明通过合理控制LiOH纯净液中Li2O浓度，采用特定的改性试剂，合理改变产品晶体表面性能，从而得到了 LiOH H2O产品，能保证产品无粉尘飞扬，长期存储不结块，又能保证产品主含量。本发明方法过程简单、操作容易，设备投资较少，产品成本较低，锂回收率高，环保清洁，产品质量优良、稳定，适宜エ业化生产电池级或エ业级的无尘单水
氢氧化锂。说明书附I是本发明エ艺流程图。
具体实施例方式本发明制备LiOH H2O的方法，即能保证产品无粉尘飞扬，且长期存储不结块，又能保证产品主含量，具体エ艺是(I)制备 Li2O 浓度为 60_75g/L 的 LiOH 溶液；(2)在步骤(I)的LiOH溶液中加入改性试剂，并加热升温至85-95°C，过滤、分离，滤液得到LiOH精制液；改性试剂的量为LiOH质量的0. 04% — 0. 08% ；(3)将步骤(2)得到的LiOH精制液蒸发至液固相体积比为1:0. 8 I. 0时，冷却结晶、分离、淋洗得到LiOH H2O湿品；液固比是通过大量试验确定的液固相体积比的范围，当蒸发浓缩液固比不在此范围时会影响产品的晶体成型。液固比过大会导致产品的收率降低，液固比过小会造成产品中的杂质含量过高。(4)将步骤(3)得到的湿品进行干燥，然后加入改性试剂，混合搅拌均匀，并冷却至适宜温度即得；改性试剂的量为LiOH质量的0. 01% — 0. 04% ；所述改性试剂为十二醇硫酸钠、石蜡、ニ辛基玻璃酸磺酸钠、脂肪酸聚こニ醇酷、ニ溴こ烷、脂肪酸山梨坦、十二烷基磺酸钠、甲基戊醇、硬脂酸等中的一种或多种的组合。优选的是十二醇硫酸钠、石蜡、脂肪酸山梨坦、十二烷基磺酸钠、脂肪酸聚こニ醇酯中ー种或多种的组合。最优的是脂肪酸聚こニ醇酷。其中步骤(I)所述的Li2O浓度为60_75g/L的LiOH溶液可以经过以下方法得到(a)在硫酸锂浸出液中加入Ca(OH)2调节pH=9 11,过滤除去其中的高价铁离子、硅、铝、锰杂质得到硫酸锂一次浄化液； (b)向步骤(a)得到的硫酸锂一次浄化液中加入氢氧化钠，使0H-/Li20摩尔比为
2.I 2. 15:1，过滤除杂后的溶液在搅拌状况下冷却至-5 0°C，过滤得到Na2SO4 IOH2O固体和LiOH冷冻液；(c)对步骤(b)得到的LiOH冷冻液进行过滤，除去溶液中微量的钙、镁杂质，得到LiOH纯净液；(d)将步骤(C)得到的LiOH纯净液蒸发至液固相体积比为0. 8 I. 2:1时，将其过滤、洗涤、分离，得至IJ LiOH H2O粗品；(e)向步骤(d)得到的LiOH H2O粗品中加水溶解至溶液中Li2O浓度为60_75g/し搅拌均匀，得到LiOH溶液。然后经过上述步骤(I) (4)得到最终产品。其中，步骤(b)所述LiOH冷冻液中Li2O浓度为40_55g/l，S042—浓度为45g/l以下。进ー步优选的方案是步骤(d) LiOH纯净液蒸发浓缩完成液的液固体积比的控制，要求液固体积比控制在0. 9 I. 0:1之间。液固比是通过大量试验确定的液固相体积比的范围，当蒸发浓缩液固比不在此范围时会影响产品的晶体成型，液固比过大会导致产品的收率降低，液固比过小会造成产品中的杂质含量过高。实施例I无尘级LiOH H2O的制备(I)取Li2O浓度为38g/L的Li2SO4浸出液3m3，向其加入Ca(OH)2调节pH=ll，过滤得到硫酸锂一次浄化液；(2)向步骤(I)得到的硫酸锂一次浄化液中加入33kg氢氧化钠，充分搅拌使其完全溶解，然后在搅拌状况下将其冷至_3°C，溶液中S042_浓度在30g/l吋，将其过滤分离，得到LiOH溶液和Na2SO4 IOH2O固体；(3)将步骤(2)所得的LiOH溶液经过滤得到LiOH溶液纯净液；将LiOH纯净液蒸发至液固相体积比约为1:1时，将其过滤离心分离，得到LiOH H2O粗品；(4)向步骤(3)得到的LiOH H2O粗品中加去离子水，搅拌使其完全溶解，并使溶液中Li2O浓度为65g/L，得到LiOH -H2O粗品重溶液；并向粗品重溶液中加入含量为粗品重量的0. 04%的改性试剂A (即400g)，搅拌均匀并通过蒸汽加热升温至90°C左右，过滤除杂得到LiOH精制纯净液；(5)将步骤(4)得到的LiOH精制纯净液蒸发至液固相体积比为1:0. 8，冷却结晶分离并淋洗，得到LiOH H2O湿品；(6)将步骤(5)所得到的LiOH H2O湿品于温度为90°C的条件下进行干燥；并在干燥后的产品中加入含量为产品重量的0. 5%的改性试剂B (即60g)，混合搅拌均匀，冷却至25°C定量包装即得到LiOH H2O产品。所生产的产品通过滴定分析、原子吸收分光光度法分析、ICP检测等检测手段进行エ艺技术指标全分析，各项技术指标均达到产品要求，且无粉尘飞扬的现象，放置六个月仍然疏松分散，未出现板结情况。实施例2 — 36无尘级LiOH H2O的制备制备过程同实施例1，唯不同的是步骤(4)和(6)中加入的改性试剂的种类和含量不同。具体实施结果见表I。·
权利要求
1.无尘级单水氢氧化锂的新型制备方法，其特征在于包括以下步骤 (1)制备Li2O浓度为60-75g/L的LiOH溶液； (2)在步骤(I)的LiOH溶液中加入改性试剂，并升温至85-95°C，过滤、分离，收集滤液备用；其中，所述改性试剂的用量为LiOH质量的O. 04%—O. 08% ； (3)将步骤(2)得到的滤液蒸发至液固相体积比为1:0.8 I. O时，冷却结晶、分离、淋洗得到LiOH · H2O湿品； (4)将步骤(3)得到的LiOH·Η20湿品干燥，然后加入改性试剂，混合搅拌均匀，冷却即得；其中，所述改性试剂的用量为LiOH质量的O. 01%—O. 04% ； 所述改性试剂为十二醇硫酸钠、石蜡、二辛基玻璃酸磺酸钠、脂肪酸聚乙二醇酯、二溴乙烷、脂肪酸山梨坦、十二烷基磺酸钠、甲基戊醇、硬脂酸中的一种或多种。
2.根据权利要求I所述的无尘级单水氢氧化锂的新型制备方法，其特征在于所述改性试剂为十二醇硫酸钠、石蜡、脂肪酸山梨坦、十二烷基磺酸钠、脂肪酸聚乙二醇酯中一种或多种。
3.根据权利要求2所述的无尘级单水氢氧化锂的新型制备方法，其特征在于所述改性试剂为脂肪酸聚乙二醇酯。
4.根据权利要求1-3任一项所述的无尘级单水氢氧化锂的新型制备方法，其特征在于步骤(2)所述改性试剂的量为LiOH质量的O. 05%—O. 07%。
5.根据权利要求1-4任一项所述的无尘级单水氢氧化锂的新型制备方法，其特征在于步骤(4)所述改性试剂的量为LiOH质量的O. 01%—O. 03%。
6.根据权利要求1-5任一项所述的无尘级单水氢氧化锂的新型制备方法，其特征在于步骤(I)所述的Li2O浓度为60-75g/L的LiOH溶液经过以下方法得到 (a)在硫酸锂浸出液中加入Ca(OH)2调节pH=9 11,过滤除去其中的高价铁离子、娃、铝、锰杂质得到硫酸锂一次净化液； (b)向步骤(a)得到的硫酸锂一次净化液中加入氢氧化钠，使0H7Li20摩尔比为2.I 2.15:1，过滤除杂后的溶液在搅拌状况下冷却至-5 0°C，过滤得到Na2SO4 · IOH2O固体和LiOH冷冻液； (c)对步骤(b)得到的LiOH冷冻液进行过滤，除去溶液中微量的钙、镁杂质，得到LiOH纯净液； (d)将步骤(c)得到的LiOH纯净液蒸发至液固相体积比为O.8 I. 2:1时，将其过滤、洗涤、分离，得至IJ LiOH · H2O粗品； Ce)向步骤(d)得到的LiOH · H2O粗品中加水溶解至溶液中Li2O浓度为60_75g/L，搅拌均匀，得到步骤(I)所述的LiOH溶液。
7.根据权利要求6所述的无尘级单水氢氧化锂的新型制备方法，其特征在于步骤(b)所述LiOH冷冻液中Li2O浓度为40-55g/l，S042—浓度为45g/l以下。
8.根据权利要求6或7所述的无尘级单水氢氧化锂的新型制备方法，其特征在于步骤(d) LiOH纯净液蒸发浓缩至液固体积比在O. 9 I. O: I之间。
全文摘要
本发明涉及一种无尘级单水氢氧化锂的新型制备方法，属于氢氧化锂制备技术领域。其特征在于包括以下步骤(1)制备Li2O浓度为60-75g/L的LiOH溶液；(2)在步骤(1)的LiOH溶液中加入改性试剂，并加热升温至85-95℃，过滤、分离，得到滤液；(3)将步骤(2)得到的滤液蒸发至液固相体积比为1:0.8～1.0时，冷却结晶、分离、淋洗得到LiOH·H2O湿品；(4)将步骤(3)得到的湿品干燥，然后加入改性试剂，混合搅拌均匀，并冷却至适宜温度即得；所述改性试剂为十二醇硫酸钠、石蜡、脂肪酸聚乙二醇酯、二辛基玻璃酸磺酸钠、二溴乙烷、脂肪酸山梨坦、十二烷基磺酸钠、甲基戊醇、硬脂酸等中的一种或多种的组合。本发明的方法既能保证产品无粉尘飞扬，长期存储不结块，又能保证产品主含量。
文档编号C01D15/02GK102786069SQ201210329808
公开日2012年11月21日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者何东利, 何开茂, 何 雄, 刘元礼, 彭宗惠, 艾家圆, 金鹏 申请人:雅安华汇锂业科技材料有限公司