一种磷酸二氢锂生产工艺的制作方法

本发明涉及新能源电池原料磷酸铁锂的生产，特别是涉及一种磷酸二氢锂生产工艺。

背景技术：

1、用磷酸铁锂作电池的正极材料，具有很好的安全性，且成本较低，广泛应用在新能源汽车的锂电池中。磷酸二氢锂是生产磷酸铁锂的原料，市场前景可期。

2、目前，磷酸二氢锂的生产工艺主要有碳酸锂法和单水氢氧化锂法。碳酸锂和氢氧化锂需要硫酸锂或氯化锂为原料，同时，需要消耗大量的碳酸钠或氢氧化钠，工艺流程繁琐，因此，磷酸二氢锂的价格一直居高不下。为了降低磷酸二氢锂的生产成本，简化磷酸二氢锂的生产工艺，亟需开发一种新的生产磷酸二氢锂的方法。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种磷酸二氢锂生产工艺。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种磷酸二氢锂生产工艺，包括锂溶剂萃取、磷酸二氢锂水溶液浓缩以及磷酸二氢锂的结晶和精制，锂溶剂萃取过程将含锂废水与含有锂萃取剂的有机相混合，将锂萃入有机相，得载锂有机相；载锂有机相经过洗涤除杂后，用磷酸反萃，得磷酸二氢锂水溶液；所述锂萃取剂为β-二酮、磷酸三丁酯、三辛基氧化膦的混合物；萃取剂β-二酮的化学结构如式(i)：

4、

5、式(i)中，r1、r2、r3为f、h或ch3，r4为h或c1-c10的饱和烷基；

6、所述β-二酮为不同r1、r2、r3、r4结构的β-二酮组合而得的混合物；

7、所述锂萃取剂中β-二酮与磷酸三丁酯、三辛基氧化膦的质量比为β-二酮：磷酸三丁酯＝10:1～1:10，β-二酮：三辛基氧化膦＝10:1～50:1，所述萃取剂中还包括c8-c12饱和羧酸，且β-二酮与c8-c12饱和羧酸的质量比为10:1～1:10；

8、所述有机相中锂萃取剂的浓度为1～60％(v/v)，含锂废水中锂浓度为0.1～2g/l，萃取过程包括1～6级萃取，萃取相比o/a＝50:1～1:10；

9、所述磷酸二氢锂水溶液经蒸发浓缩、冷却结晶和液固分离，得到磷酸二氢锂粗品，蒸发浓缩前补加磷酸，使磷酸浓度达到反萃酸浓度；浓缩结晶过程回收的水与结晶母液混合后用于锂的反萃；

10、所述洗涤过程为两段洗涤，每段1～3级；一段洗涤的洗涤液为0.01～1mol/l盐酸或ph8-10的氢氧化钠溶液，洗涤相比o/a＝10:1～1:10；二段洗涤的洗涤液为纯化水，洗涤后洗水与含锂废水合并；

11、所述反萃过程由1～4级串联而成，采用0.1-0.5mol/l磷酸水溶液反萃锂，得到磷酸二氢锂水溶液；反萃相比o/a＝10:1～1:10；

12、锂的反萃完成之后，有机相再用酸洗涤，去除有机相中的金属杂质得再生有机相，再生有机相回到萃取设备中循环使用；

13、磷酸二氢锂的精制过程，是将磷酸二氢锂粗品经精制和干燥得到磷酸二氢锂成品。

14、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

15、1、本技术方案生产工艺绿色环保，几乎不增加三废的产生，可以从不含氯离子的废水中萃取锂。生产工艺主要包括两大物料循环：1)有机相的循环，萃取剂在酸洗设备中得以再生，回到萃取设备重复利用；2)结晶母液的循环，结晶母液返回反萃设备，用于锂的反萃，使锂和磷酸几乎没有损失。本方案的这些措施降低了磷酸二氢锂的生产成本。

16、2、本技术方案可以实现锂与绝大多数金属离子的分离，废水中的金属杂质除钠、钾、钙、镁、铅外，还可以有钴、镍、锰、锌、铁、铜等过渡金属离子。可以利用氯化镁含量很高的含锂废水，也可以利用锂电池回收处理过程的含锂废水。

17、3、本技术方案可以处理锂含量很低的废水，从而阻止锂资源随废水外排而流失。

18、4、本技术方案从含锂废水中提锂并生产磷酸二氢锂，具有很高的经济价值和社会效益。且生产工艺更是简化了磷酸二氢锂的生产流程，易于实现工业化，生产的磷酸二氢锂产品质量稳定，符合中国有色金属行业标准ys/t967-2014的要求。

技术特征：

1.一种磷酸二氢锂生产工艺，其特征在于：包括锂溶剂萃取、磷酸二氢锂水溶液浓缩以及磷酸二氢锂的结晶和精制，锂溶剂萃取过程将含锂废水与含有锂萃取剂的有机相混合，将锂萃入有机相，得载锂有机相；载锂有机相经过洗涤除杂后，用磷酸反萃，得磷酸二氢锂水溶液；所述锂萃取剂为β-二酮、磷酸三丁酯、三辛基氧化膦的混合物；萃取剂β-二酮的化学结构如式(i)：

技术总结
本发明涉及新能源电池原料磷酸铁锂的生产技术领域，公开了一种磷酸二氢锂生产工艺，包括锂溶剂萃取、磷酸二氢锂水溶液蒸发浓缩和磷酸二氢锂精制。锂溶剂萃取采用β‑二酮、中性磷类萃取剂协萃技术，含锂废水可以不含氯离子。含锂废水中锂含量可以低至0.1g/l，萃余液锂浓度可以降低至10ppm以下。利用磷酸水溶液反萃载锂有机相得磷酸二氢锂水溶液。磷酸二氢锂水溶液通过蒸发浓缩、冷却结晶、固液分离得磷酸二氢锂粗品。磷酸二氢锂粗品经过精制可得电池级磷酸二氢锂。采用本方法可极大地降低磷酸二氢锂的生产成本，同时减少三废产生，具有很好的经济效益和社会效益。

技术研发人员：汤启明,邹潜,李霜,刘龙成,王仲波,王永茜,刘念,石天宝
受保护的技术使用者：重庆康普化学工业股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15