專利名稱：無(wú)塵級(jí)單水氫氧化鋰的新型制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種無(wú)塵級(jí)單水氫氧化鋰的新型制備方法，屬于氫氧化鋰制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
單水氫氧化鋰(LiOH H2O)的用途廣泛，制造高級(jí)鋰基潤(rùn)滑脂是目前LiOH H2O消費(fèi)量最大的領(lǐng)域，LiOH H2O生產(chǎn)的鋰基潤(rùn)滑脂，適用溫度范圍寬(_50°C +300°C )、防火性能好、難氧化、多次加熱ー冷卻ー加熱循環(huán)時(shí)性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，抗水性強(qiáng)。此外，LiOH H2O在化工、國(guó)防、電池等領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用。在電池エ業(yè)中用于堿性蓄電池添加劑可以延長(zhǎng)其壽命，増加蓄電量。在國(guó)防上作為離子交換樹脂可以吸收放射性同位素，可用作核反應(yīng)堆的熱載體和金屬表面的保護(hù)劑。在航空航天方面，LiOH^H2O可用于潛水艇中空氣浄化，飛行員的呼吸罩。LiOH *H20還可作為水凈化劑、生產(chǎn)多孔混凝土的乳化剤、特種光學(xué) 玻璃原料以及合成維生素A和其它很多鋰鹽產(chǎn)品的原料。LiOH -H2O是專門用于生產(chǎn)鋰離子電池的高檔產(chǎn)品，隨著鋰動(dòng)カ電池和儲(chǔ)能電池的不斷發(fā)展，以及下游使用過(guò)程中對(duì)清潔環(huán)保、健康性能的需求日益突顯，單水氫氧化鋰的應(yīng)用范圍將會(huì)進(jìn)ー步擴(kuò)大。LiOH -H2O的制備方法主要有I、石灰石焙燒法；2、^ -鋰輝石碳酸鈉加壓浸取法；3、碳酸鋰苛化法；4、電解精制鹵水；5、電解Li2SO4溶液；6、鋁酸鹽鋰沉淀法；7、煅燒法；8、硅酸鋰轉(zhuǎn)化法；9、專利號(hào)為ZL 200710051016. 5提供了ー種電池級(jí)單水氫氧化鋰的制備方法，該方法是將硫酸鋰浸出液適當(dāng)蒸發(fā)濃縮，加入NaOH反應(yīng)，過(guò)濾除去Fe、Ca、Mn等雜質(zhì),然后冷凍到_5±3°C后，過(guò)濾分離出Na2SO4 IOH2O,然后將濾液蒸發(fā)濃縮結(jié)晶出粗LiOH H2O,將粗LiOH H2O重溶，井向粗LiOH H2O重溶液中加入精制劑除Na，冷卻結(jié)晶過(guò)濾分離，固體為濕LiOH H2O,再經(jīng)干燥制得LiOH H2O產(chǎn)品。本發(fā)明的發(fā)明人前期的研究工作，專利號(hào)為ZL 200710051016. 5提供了一種電池級(jí)單水氫氧化鋰的制備方法。該方法制備的LiOH H2O產(chǎn)品存在下游使用過(guò)程中產(chǎn)生嚴(yán)重的粉塵飛揚(yáng)，并刺激人體呼吸系統(tǒng)，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)工作環(huán)境提出了更高要求，解決此問(wèn)題將成為今后產(chǎn)品改進(jìn)的方向。雖然未干燥的、濕的LiOH H2O能解決粉塵飛揚(yáng)的問(wèn)題，但濕的LiOH *H20存在板結(jié)的情況。使用過(guò)程中，2天未使用則出現(xiàn)板結(jié)現(xiàn)象，需要敲打成小塊后投料使用。若3-4天未使用，則會(huì)變成硬度很大的結(jié)塊，難以使用。超過(guò)4天，則用鐵錘都難以敲散，不能使用。因此，解決濕LiOH H2O的板結(jié)問(wèn)題和干LiOH H2O的粉塵飛揚(yáng)問(wèn)題是本發(fā)明人的主要研究?jī)?nèi)容。之后本發(fā)明的發(fā)明人又進(jìn)行了進(jìn)ー步研究，專利號(hào)為ZL201010602894.3，提供了ー種無(wú)塵級(jí)單水氫氧化鋰的制備方法。該方法是將硫酸鋰浸出液蒸發(fā)濃縮，加入NaOH反應(yīng)，過(guò)濾除去Fe、Ca、Mn等雜質(zhì)，然后冷凍到_5 — (TC后，過(guò)濾分離出Na2SO4 IOH2O,然后將冷凍濾液蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶分離得到LiOH *H20粗品，將LiOH *H20粗品重溶解，再向粗品重溶液中加入特定的防板結(jié)劑，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶過(guò)濾分離，得到濕無(wú)塵級(jí)單水氫氧化鋰，再經(jīng)冷卻即得無(wú)塵級(jí)單水氫氧化鋰產(chǎn)品。該方法解決了產(chǎn)品下游使用過(guò)程中粉塵飛揚(yáng)和存儲(chǔ)過(guò)程中結(jié)塊的問(wèn)題。但是由于エ藝條件的限制，產(chǎn)品的主含量過(guò)低，LiOH含量只能達(dá)到55% ;不能滿足相關(guān)客戶對(duì)產(chǎn)品主含量(LiOH含量彡56. 5%)的需求。因此，本發(fā)明的發(fā)明人又進(jìn)行了進(jìn)ー步的研究，即能保證產(chǎn)品無(wú)粉塵飛揚(yáng)，長(zhǎng)期存儲(chǔ)不結(jié)塊，又能有效提高產(chǎn)品主含量，滿足高端潤(rùn)滑脂制造領(lǐng)域?qū)嗡畾溲趸嚠a(chǎn)品的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題改進(jìn)前期的方法，提供ー種即能保證產(chǎn)品無(wú)粉塵飛揚(yáng)，且長(zhǎng)期存儲(chǔ)不結(jié)塊，又能保證產(chǎn)品主含量的制備LiOH H2O的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是(I)制備 Li2O 濃度為 60_75g/L 的 LiOH 溶液；(2)在步驟(I)的LiOH溶液中加入改性試劑，并加熱升溫至85-95°C，過(guò)濾、分離，濾液得到LiOH精制液；改性試劑的量為L(zhǎng)iOH質(zhì)量的0. 04%—0. 08% ;優(yōu)選0. 05% — 0. 07% ；·(3)將步驟(2)得到的LiOH精制液蒸發(fā)至液固相體積比為1:0. 8 I. 0時(shí)，冷卻結(jié)晶、分離、淋洗得到LiOH H2O濕品；(4)將步驟(3)得到的濕品進(jìn)行干燥，然后加入改性試劑，混合攪拌均勻，并冷卻至適宜溫度即得；改性試劑的量為L(zhǎng)iOH質(zhì)量的0. 01% — 0. 04% ;優(yōu)選0. 01% — 0. 03% ；所述改性試劑為十二醇硫酸鈉、石蠟、ニ辛基玻璃酸磺酸鈉、脂肪酸聚こニ醇酷、ニ溴こ烷、脂肪酸山梨坦、十二烷基磺酸鈉、甲基戊醇、硬脂酸等中的一種或多種的組合。優(yōu)選的是十二醇硫酸鈉、石蠟、脂肪酸山梨坦、十二烷基磺酸鈉、脂肪酸聚こニ醇酯中ー種或多種的組合。最優(yōu)的是脂肪酸聚こニ醇酷。本發(fā)明的有益效果采用本發(fā)明通過(guò)合理控制LiOH純凈液中Li2O濃度，采用特定的改性試劑，合理改變產(chǎn)品晶體表面性能，從而得到了 LiOH H2O產(chǎn)品，能保證產(chǎn)品無(wú)粉塵飛揚(yáng)，長(zhǎng)期存儲(chǔ)不結(jié)塊，又能保證產(chǎn)品主含量。本發(fā)明方法過(guò)程簡(jiǎn)單、操作容易，設(shè)備投資較少，產(chǎn)品成本較低，鋰回收率高，環(huán)保清潔，產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良、穩(wěn)定，適宜エ業(yè)化生產(chǎn)電池級(jí)或エ業(yè)級(jí)的無(wú)塵單水
氫氧化鋰。說(shuō)明書附I是本發(fā)明エ藝流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明制備LiOH H2O的方法，即能保證產(chǎn)品無(wú)粉塵飛揚(yáng)，且長(zhǎng)期存儲(chǔ)不結(jié)塊，又能保證產(chǎn)品主含量，具體エ藝是(I)制備 Li2O 濃度為 60_75g/L 的 LiOH 溶液；(2)在步驟(I)的LiOH溶液中加入改性試劑，并加熱升溫至85-95°C，過(guò)濾、分離，濾液得到LiOH精制液；改性試劑的量為L(zhǎng)iOH質(zhì)量的0. 04% — 0. 08% ；(3)將步驟(2)得到的LiOH精制液蒸發(fā)至液固相體積比為1:0. 8 I. 0時(shí)，冷卻結(jié)晶、分離、淋洗得到LiOH H2O濕品；液固比是通過(guò)大量試驗(yàn)確定的液固相體積比的范圍，當(dāng)蒸發(fā)濃縮液固比不在此范圍時(shí)會(huì)影響產(chǎn)品的晶體成型。液固比過(guò)大會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的收率降低，液固比過(guò)小會(huì)造成產(chǎn)品中的雜質(zhì)含量過(guò)高。(4)將步驟(3)得到的濕品進(jìn)行干燥，然后加入改性試劑，混合攪拌均勻，并冷卻至適宜溫度即得；改性試劑的量為L(zhǎng)iOH質(zhì)量的0. 01% — 0. 04% ；所述改性試劑為十二醇硫酸鈉、石蠟、ニ辛基玻璃酸磺酸鈉、脂肪酸聚こニ醇酷、ニ溴こ烷、脂肪酸山梨坦、十二烷基磺酸鈉、甲基戊醇、硬脂酸等中的一種或多種的組合。優(yōu)選的是十二醇硫酸鈉、石蠟、脂肪酸山梨坦、十二烷基磺酸鈉、脂肪酸聚こニ醇酯中ー種或多種的組合。最優(yōu)的是脂肪酸聚こニ醇酷。其中步驟(I)所述的Li2O濃度為60_75g/L的LiOH溶液可以經(jīng)過(guò)以下方法得到(a)在硫酸鋰浸出液中加入Ca(OH)2調(diào)節(jié)pH=9 11,過(guò)濾除去其中的高價(jià)鐵離子、硅、鋁、錳雜質(zhì)得到硫酸鋰一次浄化液； (b)向步驟(a)得到的硫酸鋰一次浄化液中加入氫氧化鈉，使0H-/Li20摩爾比為
2.I 2. 15:1，過(guò)濾除雜后的溶液在攪拌狀況下冷卻至-5 0°C，過(guò)濾得到Na2SO4 IOH2O固體和LiOH冷凍液；(c)對(duì)步驟(b)得到的LiOH冷凍液進(jìn)行過(guò)濾，除去溶液中微量的鈣、鎂雜質(zhì)，得到LiOH純凈液；(d)將步驟(C)得到的LiOH純凈液蒸發(fā)至液固相體積比為0. 8 I. 2:1時(shí)，將其過(guò)濾、洗滌、分離，得至IJ LiOH H2O粗品；(e)向步驟(d)得到的LiOH H2O粗品中加水溶解至溶液中Li2O濃度為60_75g/し攪拌均勻，得到LiOH溶液。然后經(jīng)過(guò)上述步驟(I) (4)得到最終產(chǎn)品。其中，步驟(b)所述LiOH冷凍液中Li2O濃度為40_55g/l，S042—濃度為45g/l以下。進(jìn)ー步優(yōu)選的方案是步驟(d) LiOH純凈液蒸發(fā)濃縮完成液的液固體積比的控制，要求液固體積比控制在0. 9 I. 0:1之間。液固比是通過(guò)大量試驗(yàn)確定的液固相體積比的范圍，當(dāng)蒸發(fā)濃縮液固比不在此范圍時(shí)會(huì)影響產(chǎn)品的晶體成型，液固比過(guò)大會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的收率降低，液固比過(guò)小會(huì)造成產(chǎn)品中的雜質(zhì)含量過(guò)高。實(shí)施例I無(wú)塵級(jí)LiOH H2O的制備(I)取Li2O濃度為38g/L的Li2SO4浸出液3m3，向其加入Ca(OH)2調(diào)節(jié)pH=ll，過(guò)濾得到硫酸鋰一次浄化液；(2)向步驟(I)得到的硫酸鋰一次浄化液中加入33kg氫氧化鈉，充分?jǐn)嚢枋蛊渫耆芙猓缓笤跀嚢锠顩r下將其冷至_3°C，溶液中S042_濃度在30g/l吋，將其過(guò)濾分離，得到LiOH溶液和Na2SO4 IOH2O固體；(3)將步驟(2)所得的LiOH溶液經(jīng)過(guò)濾得到LiOH溶液純凈液；將LiOH純凈液蒸發(fā)至液固相體積比約為1:1時(shí)，將其過(guò)濾離心分離，得到LiOH H2O粗品；(4)向步驟(3)得到的LiOH H2O粗品中加去離子水，攪拌使其完全溶解，并使溶液中Li2O濃度為65g/L，得到LiOH -H2O粗品重溶液；并向粗品重溶液中加入含量為粗品重量的0. 04%的改性試劑A (即400g)，攪拌均勻并通過(guò)蒸汽加熱升溫至90°C左右，過(guò)濾除雜得到LiOH精制純凈液；(5)將步驟(4)得到的LiOH精制純凈液蒸發(fā)至液固相體積比為1:0. 8，冷卻結(jié)晶分離并淋洗，得到LiOH H2O濕品；(6)將步驟(5)所得到的LiOH H2O濕品于溫度為90°C的條件下進(jìn)行干燥；并在干燥后的產(chǎn)品中加入含量為產(chǎn)品重量的0. 5%的改性試劑B (即60g)，混合攪拌均勻，冷卻至25°C定量包裝即得到LiOH H2O產(chǎn)品。所生產(chǎn)的產(chǎn)品通過(guò)滴定分析、原子吸收分光光度法分析、ICP檢測(cè)等檢測(cè)手段進(jìn)行エ藝技術(shù)指標(biāo)全分析，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到產(chǎn)品要求，且無(wú)粉塵飛揚(yáng)的現(xiàn)象，放置六個(gè)月仍然疏松分散，未出現(xiàn)板結(jié)情況。實(shí)施例2 — 36無(wú)塵級(jí)LiOH H2O的制備制備過(guò)程同實(shí)施例1，唯不同的是步驟(4)和(6)中加入的改性試劑的種類和含量不同。具體實(shí)施結(jié)果見表I。·
權(quán)利要求
1.無(wú)塵級(jí)單水氫氧化鋰的新型制備方法，其特征在于包括以下步驟 (1)制備Li2O濃度為60-75g/L的LiOH溶液； (2)在步驟(I)的LiOH溶液中加入改性試劑，并升溫至85-95°C，過(guò)濾、分離，收集濾液備用；其中，所述改性試劑的用量為L(zhǎng)iOH質(zhì)量的O. 04%—O. 08% ； (3)將步驟(2)得到的濾液蒸發(fā)至液固相體積比為1:0.8 I. O時(shí)，冷卻結(jié)晶、分離、淋洗得到LiOH · H2O濕品； (4)將步驟(3)得到的LiOH·Η20濕品干燥，然后加入改性試劑，混合攪拌均勻，冷卻即得；其中，所述改性試劑的用量為L(zhǎng)iOH質(zhì)量的O. 01%—O. 04% ； 所述改性試劑為十二醇硫酸鈉、石蠟、二辛基玻璃酸磺酸鈉、脂肪酸聚乙二醇酯、二溴乙烷、脂肪酸山梨坦、十二烷基磺酸鈉、甲基戊醇、硬脂酸中的一種或多種。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無(wú)塵級(jí)單水氫氧化鋰的新型制備方法，其特征在于所述改性試劑為十二醇硫酸鈉、石蠟、脂肪酸山梨坦、十二烷基磺酸鈉、脂肪酸聚乙二醇酯中一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)塵級(jí)單水氫氧化鋰的新型制備方法，其特征在于所述改性試劑為脂肪酸聚乙二醇酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的無(wú)塵級(jí)單水氫氧化鋰的新型制備方法，其特征在于步驟(2)所述改性試劑的量為L(zhǎng)iOH質(zhì)量的O. 05%—O. 07%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的無(wú)塵級(jí)單水氫氧化鋰的新型制備方法，其特征在于步驟(4)所述改性試劑的量為L(zhǎng)iOH質(zhì)量的O. 01%—O. 03%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的無(wú)塵級(jí)單水氫氧化鋰的新型制備方法，其特征在于步驟(I)所述的Li2O濃度為60-75g/L的LiOH溶液經(jīng)過(guò)以下方法得到 (a)在硫酸鋰浸出液中加入Ca(OH)2調(diào)節(jié)pH=9 11,過(guò)濾除去其中的高價(jià)鐵離子、娃、鋁、錳雜質(zhì)得到硫酸鋰一次凈化液； (b)向步驟(a)得到的硫酸鋰一次凈化液中加入氫氧化鈉，使0H7Li20摩爾比為2.I 2.15:1，過(guò)濾除雜后的溶液在攪拌狀況下冷卻至-5 0°C，過(guò)濾得到Na2SO4 · IOH2O固體和LiOH冷凍液； (c)對(duì)步驟(b)得到的LiOH冷凍液進(jìn)行過(guò)濾，除去溶液中微量的鈣、鎂雜質(zhì)，得到LiOH純凈液； (d)將步驟(c)得到的LiOH純凈液蒸發(fā)至液固相體積比為O.8 I. 2:1時(shí)，將其過(guò)濾、洗滌、分離，得至IJ LiOH · H2O粗品； Ce)向步驟(d)得到的LiOH · H2O粗品中加水溶解至溶液中Li2O濃度為60_75g/L，攪拌均勻，得到步驟(I)所述的LiOH溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)塵級(jí)單水氫氧化鋰的新型制備方法，其特征在于步驟(b)所述LiOH冷凍液中Li2O濃度為40-55g/l，S042—濃度為45g/l以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的無(wú)塵級(jí)單水氫氧化鋰的新型制備方法，其特征在于步驟(d) LiOH純凈液蒸發(fā)濃縮至液固體積比在O. 9 I. O: I之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無(wú)塵級(jí)單水氫氧化鋰的新型制備方法，屬于氫氧化鋰制備技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于包括以下步驟(1)制備Li2O濃度為60-75g/L的LiOH溶液；(2)在步驟(1)的LiOH溶液中加入改性試劑，并加熱升溫至85-95℃，過(guò)濾、分離，得到濾液；(3)將步驟(2)得到的濾液蒸發(fā)至液固相體積比為1:0.8～1.0時(shí)，冷卻結(jié)晶、分離、淋洗得到LiOH·H2O濕品；(4)將步驟(3)得到的濕品干燥，然后加入改性試劑，混合攪拌均勻，并冷卻至適宜溫度即得；所述改性試劑為十二醇硫酸鈉、石蠟、脂肪酸聚乙二醇酯、二辛基玻璃酸磺酸鈉、二溴乙烷、脂肪酸山梨坦、十二烷基磺酸鈉、甲基戊醇、硬脂酸等中的一種或多種的組合。本發(fā)明的方法既能保證產(chǎn)品無(wú)粉塵飛揚(yáng)，長(zhǎng)期存儲(chǔ)不結(jié)塊，又能保證產(chǎn)品主含量。
文檔編號(hào)C01D15/02GK102786069SQ201210329808
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月7日
發(fā)明者何東利, 何開茂, 何 雄, 劉元禮, 彭宗惠, 艾家圓, 金鵬 申請(qǐng)人:雅安華匯鋰業(yè)科技材料有限公司