硫酸鋰凈化離子交換系統(tǒng)對(duì)鈣鎂雜質(zhì)的去除工藝
隨著我國(guó)新能源汽車的產(chǎn)量和保有量不斷攀升,鋰離子電池得到廣泛的應(yīng)用,然而鋰離子電池壽命有限,廣泛的應(yīng)用必然導(dǎo)致大量的報(bào)廢,有研究表示,預(yù)計(jì)到2021年,全球鋰離子電池報(bào)廢量可達(dá)到32.2GWh,約50萬噸,其中我國(guó)累計(jì)鋰離子電池報(bào)廢量為15~20萬噸,這些報(bào)廢的電池主要以鎳鈷錳三元電池為主,目前三元廢舊電池的回收工作主要是針對(duì)金屬鎳鈷的回收,而三元正極材料中含有大量的鋰元素形成的粗制磷酸鋰因沒有得到充分有效的回收而被大量浪費(fèi)。此外,隨著國(guó)內(nèi)鹽湖提鋰的規(guī)模逐漸擴(kuò)大,鹽湖產(chǎn)的粗制磷酸鋰數(shù)量呈爆發(fā)式增長(zhǎng),但是由于鹽湖產(chǎn)的粗制磷酸鋰中含有較高的鈉離子、硼離子和鎂離子,因此逐漸增加的粗制磷酸鋰缺乏合適的下游用途,無法正常使用到新能源領(lǐng)域中。
①預(yù)處理:將粗制磷酸鋰通過熟化處理得到粗制磷酸鋰熟料,將粗制磷酸鋰熟料進(jìn)行粉碎處理;
②一次除雜:將步驟①得到的粗制磷酸鋰熟料用酸溶解后用堿調(diào)節(jié)pH值至4~7,加熱后過濾,取濾液;(加熱至60~80℃后保溫1-2h再過濾。)
③二次除雜:將步驟②得到的濾液通過樹脂交換除雜而得到磷酸鋰粗液;
④鋰磷比調(diào)節(jié):往磷酸鋰粗液中加入磷酸進(jìn)行調(diào)節(jié),得到鋰磷比為n(Li):n§=
2.95~3.05:1的磷酸鋰混合液;使最終產(chǎn)品嚴(yán)格符合鋰磷比的要求;
⑤沉淀反應(yīng):往磷酸鋰混合液中加入沉淀劑進(jìn)行沉淀反應(yīng),反應(yīng)完成后離心得到磷酸鋰濕,將磷酸鋰濕料洗滌、干燥后得到電池級(jí)磷酸鋰;(將碳酸氫銨或碳酸氫鈉或碳酸氫鉀的一種或幾種用去離子水溶解,然后配置成濃度為200~300g/L的溶液,往該溶液中加入絮凝劑沉淀反應(yīng)后過濾得到沉淀劑。沉淀劑濃度過低會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)率低,濃度過高容易發(fā)生析出鹽分的現(xiàn)象,造成管道堵塞))
步驟①中,熟化處理在微波爐內(nèi)進(jìn)行,在30~60min內(nèi)升溫至200~600℃并維持30~60min,該步驟用以去除粗制磷酸鋰中的有機(jī)物和碳雜質(zhì)。粗制磷酸鋰熟料粉碎后過150~200目篩,并用除鐵器去除磁性物質(zhì)。步驟②中,所述酸溶液為工業(yè)濃鹽酸或者工業(yè)濃硫酸,溶解后的溶液中鋰濃度控制范圍為25~40g/L,該步驟極為重要,濃度過低導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下,濃度過高會(huì)存在析出鹽分的現(xiàn)象。
一種電池級(jí)氯化鋰深度除雜方法,通過對(duì)含鋰溶液進(jìn)行初步除雜操作后,調(diào)節(jié)pH值至10~12,再流經(jīng)螯合陽離子交換樹脂柱,從而將含鋰溶液中的二價(jià)以上的金屬陽離子進(jìn)行吸附,得到含鋰凈完液,再蒸發(fā)結(jié)晶和干燥后,得到電池級(jí)氯化鋰;然后采用去離子水對(duì)螯合陽離子交換樹脂柱進(jìn)行置換,再依次用鹽酸溶液進(jìn)行酸洗,用去離子水進(jìn)行殘酸清洗,用氫氧化鈉溶液進(jìn)行堿洗,用去離子水進(jìn)行殘堿清洗操作,得到可循環(huán)使用的螯合陽離子交換樹脂柱;上述電池級(jí)氯化鋰深度除雜方法,能夠一次性完成氯化鋰的深度除雜,達(dá)到電池級(jí)別,同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生沉淀,降低了除雜成本和環(huán)保風(fēng)險(xiǎn),提高了鋰元素的回收率,且螯合陽離子交換樹脂柱能夠循環(huán)使用,節(jié)約了除雜成本。
Tulsimer?CH-93鹽水除鈣鎂螯合樹脂是包含氨甲膦酸基連接到聚苯乙烯共聚物的一種極耐用的大孔樹脂。
Tulsimer?CH-93是用于從含有一價(jià)陽離子的廢水處理中選擇性的除去二價(jià)金屬陽離子。使二價(jià)金屬陽離子以及其他二價(jià)陽離子可以像鈣一樣容易地從一價(jià)陽離子中分離出來。
Tulsimer?CH-93是用于在氯堿工業(yè)中鹽水洗滌溶液脫鈣。
