一种由锂磷铝石制备含锂化合物的方法与流程

文档序号:16126387发布日期:2018-11-30 23:48阅读:368来源:国知局

本发明属于化合物制备领域,涉及一种含锂化合物的制备方法,尤其涉及一种由锂磷铝石制备含锂化合物的方法。

背景技术

锂是一种最轻的金属,锂金属及其合金和化合物已在核能发电、轻质高比强合金、冶金、炼铝、高能电池、医药、玻璃、陶瓷、润滑脂、石油、化工、有机合成、轻金属焊接、非金属矿物表面改性和日用品生产等众多领域中获得广泛的应用。近几十年来,美、英、德、法、日和俄罗斯等国先后投入大量资金和人力、物力,进行铝锂合金、镁锂合金研制和锂资源的深层次开发应用研究,并相继取得世人瞩目的成绩和成功,促进了世界锂资源的开发应用、生产和消费与贸易,对世界锂工业发展产生了重要的作用。

世界上锂资源比较丰富,锂资源主要分布在南、北美洲、亚洲、澳洲和非洲。在玻利维亚仅维尼盐盆的li2o储量即达1913.5万t;美国内华达州的银峰(silverpeak)和加利福尼亚州的西尔湖两者的li2o储量超过1000万t;我国青海的察尔汉盐湖和柴旦盐湖以及在四川省的多处卤水中,锂资源储量估计达1000万t左右。阿根廷卡塔巴卡省的盐卤矿床锂资源储量也相当可观,估计其li2o储量可达数百万t。伟晶岩锂矿床中按li2o计算的储量,美国634.8万t,智利426万t,加拿大660万t,澳大利亚西部的格林普什(greenbushes)锂辉石矿li2o储量达600万t,津巴布韦和纳米比亚的锂磷铝石li2o储量也比较大,我国新疆可可托海、四川西北部地区的锂辉石和江西宜春钽铌锂铷铯多金属矿等矿床中的锂云母储量也很丰富。

锂辉石、透锂长石、锂云母的提锂方法已经有诸多报道,但是对于锂磷铝石的提锂,人们进行的研究很少。

cn107188205a公开了一种酸化法从锂磷铝石中提取硫酸锂的工艺,该工艺包括以下步骤:(1)原料磨细:对锂磷铝石中的原料进行磨细;(2)配料:将步骤(1)磨细后的锂磷铝石以及浓硫酸进行混合;(3)焙烧:对步骤(2)混合后的物料进行焙烧;(4)调浆浸出:对步骤(3)熟料置于反应釜中加入水进行加热搅拌;(5)净化除杂:对步骤(4)中浸出的溶液中除去铝或钙等杂质;(6)在步骤(5)中反应完成后的溶液进行蒸发浓缩。

cn107162024a公开了一种酸化法从锂磷铝石中提取碳酸锂的工艺,该工艺包括以下步骤:原料磨细-配料-磨细后的锂磷铝石以及浓硫酸进行混合-焙烧-调浆浸出-净化除杂-除去铝或钙等杂质-蒸发浓缩-一次沉锂-一次搅洗-二次搅洗-烘干得到碳酸锂产品。

cn107200338a公开了一种酸化法从锂磷铝石中提取氢氧化锂的工艺,其工艺路线为:锂磷铝石经过磨细并与浓硫酸一起配料→焙烧→熟料磨细并浸出→净化除杂→蒸发浓缩→苛化→冷冻析钠→蒸发结晶→重结晶→烘干包装。应用本发明的工艺技术,可以从锂磷铝石中将锂提取出来,变成符合标准的单水氢氧化锂产品,锂的收率可以达到86%以上。

cn107188204a公开了一种石灰法从锂磷铝石中提取氢氧化锂的工艺,包括如下步骤:s1原料研磨,磨细至100~200目;s2配料,均匀混合成生料;s3焙烧,高温焙烧,形成熟料;s4浸出过滤,获得氢氧化锂溶液;s5蒸发浓缩,获得氢氧化锂清液;s6结晶,得到氢氧化锂结晶。

上述方法虽然都能够实现从锂磷铝石中提锂,但是其工艺路线比较长,同时提锂提取率有待提高,含锂产品的纯度也需要进一步改善,此外锂磷铝石中的铁和磷没有得到充分的利用。



技术实现要素:

为解决现有技术中存在的技术问题,本发明提供一种由锂磷铝石制备含锂化合物的方法,所述方法工艺流程简单,操作简便,可充分提取锂磷铝石中的锂元素,制备得到的含锂化合物纯度高。

为达到上述目的,本发明采用以下技术方案:

本发明提供一种锂磷铝石制备含锂化合物的方法,所述方法包括以下步骤:

将锂磷铝石与酸以及氟化氢混合,所述酸不包括氢氟酸,得到混合液;

向所述混合液中加入ph调节剂,调节所述混合溶液ph,固液分离得到含锂溶液;

或向所述混合液中加入ph调节剂,调节所述混合溶液ph,加热所述混合液,固液分离得到含锂溶液;

调节所述含锂溶液ph,固液分离得到磷酸锂,或向所述含锂溶液中加入铁源,固液分离得到磷酸铁锂前驱体,所述磷酸铁锂前驱体烧结得到磷酸铁锂。

本发明中,所述方法通过氢氟酸溶解铝元素生成六氟铝酸,再通过ph调节剂调节ph生成六氟铝酸钠或六氟铝酸钾沉淀,或生成易溶于水的六氟铝酸铵,通过加热分解的方式生成氟化铝沉淀,以及氨气和氟化氢,达到分离铝元素的目的。

作为本发明优选的技术方案,所述锂磷铝石与氟化氢的质量比为1:(0.8~2.0),如1:0.8、1:0.9、1:1.0、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4、1:1.5、1:1.6、1:1.7、1:1.8、1:1.9或1:2.0等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用,优选为1:(1.0~1.5)。

其中,当所述锂磷铝石与氟化氢的质量比大于1:0.8时,铝元素会有部分生成四氟铝酸,无法从溶液中通过沉淀分离;而当锂磷铝石与氟化氢的质量比小于1:2.0时,氟离子会与锂磷铝石中的其他杂质元素结合,降低产品纯度。

作为本发明优选的技术方案,所述酸与氟化氢的质量比为(0.1~1.0):1,所述酸不包括氢氟酸,如0.1:1、0.2:1、0.3:1、0.4:1、0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.8:1、0.9:1或1.0:1等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明中,加入酸的目的是为了促进锂元素、铝元素和磷酸根的溶出,酸与氢氟酸的质量比小于0.1:1,会造成锂元素的溶出量减少,而当酸与氟化氢的质量比大于1.0:1时,会与氟离子共同作用,促进大量杂质元素的溶出,因此本发明在控制氟化氢的加入量的同时,需要进行酸加入量的控制。

作为本发明优选的技术方案,所述酸包括有机酸和/或无机酸。

优选地,所述酸为纯酸或酸溶液。

其中,当本发明中所述锂磷铝石与酸溶液混合时,氟化氢与酸的质量比为锂磷铝石与酸溶液中所含酸的总质量的比值。

优选地,所述无机酸包括硫酸、硝酸、盐酸或磷酸中的任意一种或至少两种的组合,所述组合典型但非限制性实例有:硫酸和盐酸的组合、硝酸和硫酸的组合、硝酸和盐酸的组合、盐酸和磷酸的组合或硫酸、硝酸和盐酸的组合等。

其中,当本发明中所述酸为无机酸时,主要以酸溶液的形式与锂磷铝石混合。

优选地,所述有机酸包括甲酸、乙酸、草酸或三氟乙酸中的任意一种或至少两种的组合,所述组合典型但非限制性实例有:甲酸和乙酸的组合、乙酸和草酸的组合、草酸和三氟乙酸的组合、三氟乙酸和加算的组合或酸、乙酸和草酸的组合等。

作为本发明优选的技术方案,所述加入ph调节剂,调节混合液ph至4~6,如4、4.2、4.5、4.8、5、5.2、5.5、5.8或6等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地,所述ph调节剂包括液氨、氢氧化钠固体或氢氧化钾固体中的任意一种或至少两种的组合,或氨水、氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中的任意一种或至少两种的组合,所述组合典型但非限制性实例有:液氨和氢氧化钠固体的组合、氢氧化钠固体和氢氧化钾固体的组合、氢氧化钾固体和液氨的组合、氨水和氢氧化钠溶液的组合、氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液的组合、氢氧化钾溶液和氨水的组合等。

本发明中,所述ph调节剂为非液氨或氨水时,溶液中会生成微溶于水的六氟铝酸盐,通过固液分离即可分离铝元素,虽然溶液中仍含有少量的六氟铝酸盐,但是由于后续沉淀调节ph沉淀磷酸锂的过程中,六氟铝酸盐的溶解性对ph的响应性较差,ph升高也不会析出,因此不会影响产品的纯度。

优选地,在调节所述溶出液ph后,向所述溶出液中加入缓冲剂。

优选地,所述缓冲剂包括磷酸二氢钠-磷酸氢二钠、柠檬酸-柠檬酸钠、邻苯二甲酸氢钾-氢氧化钠或六亚甲基四胺-盐酸中的任意一种。

本发明中,为了使磷酸铝充分沉淀,因此调节ph后溶出液需要静置一段时间,为了保证溶出液ph值稳定,在调节所述溶出液ph后,向溶出液中加入少量缓冲剂,所述缓冲剂不限于上述所列举的缓冲对,可在ph4~6范围内使用的缓冲剂均适用于本发明。所述缓冲剂可以固体或缓冲液形式加入。

作为本发明优选的技术方案,所述加热所述混合液的温度为300~500℃,如300℃、320℃、350℃、380℃、400℃、420℃、450℃、480℃或500℃等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

其中,上述反应温度超过了溶液中水的沸点,为了保证反应物质量比的稳定,上述反应需在可以承受高压的密闭反应器中进行,如高压反应釜等。

本发明中,所述加热温度在小于300℃时,六氟铝酸铵无法完全分解,当加热温度大于500℃时,体系中会发生不可控的副反应,影响产品纯度。值得注意的是,当ph调节的范围不在4~6的范围中时,无论如何控制反应温度,溶液中均有大量的铝元素残留,因此溶液ph和反应温度共同决定了铝的分离程度。

优选地,当所述ph调节剂为液氨或氨水时对所述混合液进行加热。

优选地,所述加热结束后保持所述混合液的温度为80~100℃,如80℃、82℃、85℃、88℃、90℃、92℃、95℃、98℃或100℃等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明中,六氟铝酸铵加热分解会产生氨气和氟化氢,为了减少氨气与氟化氢过量溶解进入溶液中对后续锂元素的沉淀步骤带来过量杂质,需控制溶液温度为80~100℃,

作为本发明优选的技术方案,所述调节含锂溶液ph至8~14,如8、9、10、11、12、13或14等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用,优选为10~12。

本发明中,如果在过冷条件下进行,会导致沉淀出的磷酸锂的杂质含量过高,因此前序控制溶液温度,对沉锂步骤具有重要影响。

优选地,在所述调节含锂溶液ph前,向含锂溶液中补加含锂化合物。

优选地,所述含锂化合物包括硫酸锂、氯化锂、硝酸锂或氢氧化锂中的任意一种或至少两种的组合,所述组合典型但非限制性实例有:硫酸锂和氯化锂的组合、氯化锂和硝酸锂的组合、硝酸锂和氢氧化锂的组合或硫酸锂、氯化锂和硝酸锂的组合等。

优选地,在所述调节含锂溶液ph时向溶液中加入ph调节剂。

优选地,所述ph调节剂包括液氨、氢氧化钠固体或氢氧化钾固体中的任意一种或至少两种的组合,或氨水、氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中的任意一种或至少两种的组合,所述组合典型但非限制性实例有:液氨和氢氧化钠固体的组合、氢氧化钠固体和氢氧化钾固体的组合、氢氧化钾固体和液氨的组合、氨水和氢氧化钠溶液的组合、氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液的组合、氢氧化钾溶液和氨水的组合等。

优选地,在调节所述溶出液ph后,向所述溶出液中加入缓冲剂;

优选地,所述缓冲剂包括硼酸-氯化钾-氢氧化钠、氯化铵-氨水、磷酸氢二钠-氢氧化钠、碳酸氢钠-氢氧化钠或tris-hcl中的任意一种。

本发明中,为了使磷酸锂充分沉淀,因此调节ph后溶出液需要静置一段时间,为了保证溶出液ph值稳定,在调节所述溶出液ph后,向溶出液中加入少量缓冲剂,所述缓冲剂不限于上述所列举的缓冲对,可在ph8~14范围内使用的缓冲剂均适用于本发明。所述缓冲剂可以固体或缓冲液形式加入。

作为本发明优选的技术方案,所述铁源包括硫酸亚铁、氯化亚铁、硝酸亚铁、硫酸铁、氯化铁或硝酸铁中的任意一种或至少连中的组合,所述组合典型但非限制性实例有:硫酸亚铁和氯化亚铁的组合、氯化亚铁和硝酸亚铁的组合、硝酸亚铁和硫酸亚铁的组合、硫酸铁和氯化铁的组合、氯化铁和硝酸铁的组合、硝酸铁和硫酸铁的组合等。

优选地,所述铁源中的铁元素为正三价时,同时加入还原剂。

优选地,所述还原剂包括铁粉、硼氢化钾、硼氢化钠、次磷酸或次磷酸钠中的任意一种或至少两种的组合,所述组合典型但非限制性实例有:铁粉和硼氢化钾的组合、硼氢化钾和硼氢化钠的组合、硼氢化钠和次磷酸的组合、次磷酸和次磷酸钠的组合或铁粉、硼氢化钾和硼氢化钠的组合等。

本发明中,由于亚铁离子可由铁离子还原得到,因此原理上可以使用铁离子盐与还原剂共添加的形式来取代亚铁离子盐,但是为了提高生产效率,事先将还原剂与铁离子盐反应得到对应的亚铁离子盐的方法更为适用。

优选地,所述烧结在保护气氛下进行。

优选地,所述保护气氛包括氮气、氦气、氖气或氩气中的任意一种或至少两种的组合,所述组合典型但非限制性实例有:氮气和氦气的组合、氦气和氖气的组合、氖气和氩气的组合、氩气和氮气的组合或氮气、氦气和氩气的组合等。

优选地,所述烧结的温度为500~900℃,如500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、850℃或900℃等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地,所述烧结的时间为10~30h,如10h、12h、15h、18h、20h、22h、25h、28h或30h等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地,对所述磷酸铁锂进行碳包覆,得到含有碳包覆层的磷酸铁锂。

其中,对所述磷酸铁锂进行碳包覆可以采用球磨法、气相沉积法或有机碳源烧结法等,上述方法均为本领域的常规操作,因此说明书中不再赘述。

作为本发明优选的技术方案,所述一种由锂磷铝石制备含锂化合物的方法包括以下步骤:

将锂磷铝石与酸以及氟化氢混合,所述酸不包括氢氟酸,所述锂磷铝石与氟化氢的质量比为1:(0.8~2),所述酸与氟化氢的质量比为(0.1~1):1,得到混合液;

向所述混合液中加入ph调节剂,调节所述混合溶液ph至4~6,固液分离得到含锂溶液;

或向所述混合液中加入ph调节剂,调节所述混合溶液ph至4~6,当所述ph调节剂为液氨或氨水时,加热所述混合液至300~500℃,加热结束后保持所述混合液的温度为80~100℃,固液分离得到含锂溶液;

调节所述含锂溶液ph8~14,固液分离得到磷酸锂,或向所述含锂溶液中加入铁源,固液分离得到磷酸铁锂前驱体,所述磷酸铁锂前驱体烧结得到磷酸铁锂。

本发明中,所述固液分离均独立地选自过滤、离心、蒸发或沉降等方法中的任意一种或至少两种的组合。且相应操作方法为本领域所公知,因此不再赘述。

本发明中,所述调节ph时,可采用ph试纸进行测试或ph仪进行实时测定,当所述ph达到本发明限定的相应范围时即可停止ph调节剂的添加,因此本发明没有对ph调节剂的添加量做具体限定。

本发明中,需对得到的产品进行粉碎、重结晶或水洗等的提纯处理,以去除产品中的少量杂质,上述方法均为本领域的常规操作,具体方法不再赘述。

与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果:

(1)本发明提供了一种由锂磷铝石制备含锂化合物的方法,所述方法采用锂磷铝石与酸以及氢氟酸的溶出方式,提高了锂磷铝石中锂元素的溶出率,同时有利于后续锂元素的分离;

(2)本发明提供了一种由锂磷铝石制备含锂化合物的方法,本发明采用调节ph的方式,借由氢氟酸与铝元素生成的六氟铝酸盐来分离混合液中的铝元素,减少了锂元素在分离过程中的损失,提高了铝元素的分离率;

(3)本发明提供了一种由锂磷铝石制备含锂化合物的方法,本发明还可采用液氨和氨水来调节混合液ph,借由加热的方式生成氟化铝,去除混合液中的铝元素,减少了锂元素在分离过程中的损失,提高了铝元素的分离率;

(4)本发明提供了一种由锂磷铝石制备含锂化合物的方法,所述方法分离铝元素的步骤,使得锂元素与铝元素充分分离,提高了产品中含锂化合物的纯度;

(5)本发明提供了一种由锂磷铝石制备含锂化合物的方法,所述方法工艺流程简单,操作简便,可充分提取锂磷铝石中的锂元素,制备得到的锂盐纯度高。磷酸锂产品的锂的提取率可达95%以上,产品纯度可达99%以上;磷酸铁锂产品的锂的提取率可达95%以上,产品纯度可达99%以上。

附图说明

图1是本发明提供的一种由锂磷铝石制备含锂化合物的方法的流程图。

下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子,并不代表或限制本发明的权利保护范围,本发明的保护范围以权利要求书为准。

具体实施方式

为便于理解本发明,本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。

实施例1

本实施例提供一种由锂磷铝石制备含锂化合物的方法包括以下步骤:

将锂磷铝石与浓盐酸以及氟化氢混合,所述锂磷铝石与氟化氢的质量比为1:0.8,所述浓盐酸中的氯化氢与氟化氢的质量比为0.1:1,得到混合液;

向所述混合液中加入氢氧化钠固体,调节所述混合溶液ph至4,过滤得到含锂溶液以及六氟铝酸钠固体;

使用氢氧化钠固体调节所述含锂溶液ph至8,加入氯化锂至溶液中无沉淀生成,过滤,使用去离子水洗涤滤渣3次,得到磷酸锂。

其中,所述方法锂元素的提取率为95.2%,制备得到的磷酸锂的纯度为99.1%。

实施例2

本实施例提供一种由锂磷铝石制备含锂化合物的方法包括以下步骤:

将锂磷铝石与浓硝酸以及氟化氢混合,所述锂磷铝石与氟化氢的质量比为1:2,所述浓硝酸中的硝酸与氟化氢的质量比为1:1,得到混合液;

向所述混合液中加入氢氧化钾固体,调节所述混合溶液ph至6,过滤得到含锂溶液以及六氟铝酸钾固体;

使用氢氧化钾固体调节所述含锂溶液ph至14,加入氯化锂至溶液中无沉淀生成,过滤,使用磷酸溶液洗涤滤渣3次,在再使用去离子水洗涤滤渣3次,得到磷酸锂。

其中,所述方法锂元素的提取率为95.9%,制备得到的磷酸锂的纯度为99.3%。

实施例3

本实施例提供一种由锂磷铝石制备含锂化合物的方法包括以下步骤:

将锂磷铝石与浓盐酸以及氟化氢混合,所述锂磷铝石与氟化氢的质量比为1:1,所述浓盐酸中的氯化氢与氟化氢的质量比为0.5:1,得到混合液;

向所述混合液中加入1mol/l氢氧化钠溶液,调节所述混合溶液ph至5,过滤得到含锂溶液以及六氟铝酸钠固体;

使用1mol/l氢氧化钠溶液调节所述含锂溶液ph至10,加入氯化锂至溶液中无沉淀生成,过滤,使用去离子水洗涤滤渣3次,得到磷酸锂。

其中,所述方法锂元素的提取率为96.1%,制备得到的磷酸锂的纯度为99.0%。

实施例4

本实施例提供一种由锂磷铝石制备含锂化合物的方法包括以下步骤:

将锂磷铝石与浓硝酸以及氟化氢混合,所述锂磷铝石与氟化氢的质量比为1:1.5,所述浓硝酸中的硝酸与氟化氢的质量比为1:0.8,得到混合液;

向所述混合液中加入1mol/l氢氧化钾溶液,调节所述混合溶液ph至6,固液分离得到含锂溶液以及六氟铝酸钾固体;

使用1mol/l氢氧化钾溶液调节所述含锂溶液ph至12,加入氯化锂至溶液中无沉淀生成,过滤,使用磷酸溶液洗涤滤渣3次,在再使用去离子水洗涤滤渣3次,得到磷酸锂。

其中,所述方法锂元素的提取率为95.7%,制备得到的磷酸锂的纯度为99.2%。

实施例5

本实施例提供一种由锂磷铝石制备含锂化合物的方法包括以下步骤:

将锂磷铝石与浓盐酸以及氟化氢混合,所述锂磷铝石与氟化氢的质量比为1:1,所述浓盐酸中的氯化氢与氟化氢的质量比为0.5:1,得到混合液;

向所述混合液中加入氨水,调节所述混合溶液ph至5,将所述溶液置于高压反应釜中,加热所述溶液至300℃,反应结束后保持所述溶液至80℃,过滤得到含锂溶液以及氟化铝固体;

使用1mol/l氢氧化钠溶液调节所述含锂溶液ph至10,加入氯化锂至溶液中无沉淀生成,过滤,使用去离子水洗涤滤渣3次,得到磷酸锂。

其中,所述方法锂元素的提取率为96.5%,制备得到的磷酸锂的纯度为99.1%。

实施例6

本实施例提供一种由锂磷铝石制备含锂化合物的方法包括以下步骤:

将锂磷铝石与浓盐酸以及氟化氢混合,所述锂磷铝石与氟化氢的质量比为1:1.5,所述浓盐酸中的氯化氢与氟化氢的质量比为0.8:1,得到混合液;

向所述混合液中加入氨水,调节所述混合溶液ph至5,将所述溶液置于高压反应釜中,加热所述溶液至500℃,反应结束后保持所述溶液至100℃,过滤得到含锂溶液以及氟化铝固体;

使用1mol/l氢氧化钠溶液调节所述含锂溶液ph至12,加入氯化锂至溶液中无沉淀生成,过滤,使用磷酸溶液洗涤滤渣3次,在再使用去离子水洗涤滤渣3次,得到磷酸锂。

其中,所述方法锂元素的提取率为96.1%,制备得到的磷酸锂的纯度为99.3%。

实施例7

本实施例提供一种由锂磷铝石制备含锂化合物的方法包括以下步骤:

将锂磷铝石与浓盐酸以及氟化氢混合,所述锂磷铝石与氟化氢的质量比为1:1,所述浓盐酸中的氯化氢与氟化氢的质量比为0.5:1,得到混合液;

向所述混合液中加入1mol/l氢氧化钠溶液,调节所述混合溶液ph至5,过滤得到含锂溶液以及六氟铝酸钠固体;

向含锂溶液中加入氯化亚铁至无沉淀生成,过滤,使用去离子水洗涤过滤得到的固体3次,得到磷酸铁锂前驱体,所述磷酸铁锂前驱体在氮气保护下500℃下烧结30h烧结得到磷酸铁锂。。

其中,所述方法锂元素的提取率为96.6%,制备得到的磷酸铁锂的纯度为99.5%。

实施例8

本实施例提供一种由锂磷铝石制备含锂化合物的方法包括以下步骤:

将锂磷铝石与浓硝酸以及氟化氢混合,所述锂磷铝石与氟化氢的质量比为1:1.5,所述浓硝酸中的硝酸与氟化氢的质量比为1:0.8,得到混合液;

向所述混合液中加入1mol/l氢氧化钾溶液,调节所述混合溶液ph至6,固液分离得到含锂溶液以及六氟铝酸钾固体;

向含锂溶液中加入硫酸亚铁至无沉淀生成,过滤,使用去离子水洗涤过滤得到的固体3次,得到磷酸铁锂前驱体,所述磷酸铁锂前驱体在氮气保护下900℃下烧结10h烧结得到磷酸铁锂。

其中,所述方法锂元素的提取率为96.9%,制备得到的磷酸铁锂的纯度为99.6%。

实施例9

本实施例提供一种由锂磷铝石制备含锂化合物的方法包括以下步骤:

将锂磷铝石与浓盐酸以及氟化氢混合,所述锂磷铝石与氟化氢的质量比为1:1,所述浓盐酸中的氯化氢与氟化氢的质量比为0.5:1,得到混合液;

向所述混合液中加入氨水,调节所述混合溶液ph至5,将所述溶液置于高压反应釜中,加热所述溶液至300℃,反应结束后保持所述溶液至80℃,过滤得到含锂溶液以及氟化铝固体;

向含锂溶液中加入氯化铁以及铁粉(摩尔比1.1:1)至无沉淀生成,过滤,使用去离子水洗涤过滤得到的固体3次,得到磷酸铁锂前驱体,所述磷酸铁锂前驱体在氮气保护下600℃下烧结24h烧结得到磷酸铁锂。

其中,所述方法锂元素的提取率为96.2%,制备得到的磷酸铁锂的纯度为99.3%。

实施例10

本实施例提供一种由锂磷铝石制备含锂化合物的方法包括以下步骤:

将锂磷铝石与浓盐酸以及氟化氢混合,所述锂磷铝石与氟化氢的质量比为1:1.5,所述浓盐酸中的氯化氢与氟化氢的质量比为0.8:1,得到混合液;

向所述混合液中加入氨水,调节所述混合溶液ph至5,将所述溶液置于高压反应釜中,加热所述溶液至500℃,反应结束后保持所述溶液至100℃,过滤得到含锂溶液以及氟化铝固体;

向含锂溶液中加入硝酸铁以及次磷酸钠(摩尔比4.1:1)至无沉淀生成,过滤,使用去离子水洗涤过滤得到的固体3次,得到磷酸铁锂前驱体,所述磷酸铁锂前驱体在氮气保护下800℃下烧结12h烧结得到磷酸铁锂。

其中,所述方法锂元素的提取率为96.6%,制备得到的磷酸铁锂的纯度为99.5%。

对比例1

本对比例中,除了锂磷铝石与氟化氢的质量比为1:0.5外,其他条件均与实施例6相同。

其中,所述方法锂元素的提取率为75.2%,制备得到的磷酸锂的纯度为81.3%。

对比例2

本对比例中,除了锂磷铝石与氟化氢的质量比为1:3外,其他条件均与实施例6相同。

其中,所述方法锂元素的提取率为72.3%,制备得到的磷酸锂的纯度为79.6%。

对比例3

本对比例中,除了不加入浓盐酸外,其他条件均与实施例6相同。

其中,所述方法锂元素的提取率为39.5%,制备得到的磷酸锂的纯度为91.2%。

对比例4

本对比例中,除了浓盐酸中氯化氢与氟化氢的质量比为2:1外,其他条件均与实施例6相同。

其中,所述方法锂元素的提取率为89.6%,制备得到的磷酸锂的纯度为51.2%。

对比例5

本对比例中,除了加入ph调节剂,调节混合液ph至2外,其他条件均与实施例6相同。

其中,所述方法锂元素的提取率为77.7%,制备得到的磷酸锂的纯度为84.6%。

对比例6

本对比例中,除了加入ph调节剂,调节混合液ph至8外,其他条件均与实施例6相同。

其中,所述方法锂元素的提取率为82.8%,制备得到的磷酸锂的纯度为71.5%。

对比例7

本对比例中,除了混合液的加热温度为150℃外,其他条件均与实施例6相同。

其中,所述方法锂元素的提取率为81.6%,制备得到的磷酸锂的纯度为54.6%。

对比例8

本对比例中,除了混合液的加热温度为700℃外,其他条件均与实施例6相同。

其中,所述方法锂元素的提取率为85.2%,制备得到的磷酸锂的纯度为66.3%。

申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征,但本发明并不局限于上述详细结构特征,即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。

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