一种硝酸锂的制备方法及硝酸锂与流程

本发明涉及锂提纯，尤其涉及一种硝酸锂的制备方法及硝酸锂。

背景技术：

1、目前三元锂电池正极材料的锂源主要来自lioh，但lioh的制备过程需要额外添加大量化学品，涉及大量副产品和排放，并不理想。同样是三元锂电池前驱体的lino3，其传统制备方法主要利用lioh或li2co3与硝酸或硝酸盐反应而制备得到，由于其自身的制备路线较lioh更为复杂，程序繁琐，制约了其应用；同时由于硝酸强氧化性，普通萃取剂在硝酸环境下萃取性能较差。根据文献报道，由硝酸盐制备的ncm正极材料，不管是在电化学性能，还是在容量和循环性能方面，均优于lioh制得的商业材料。因此，能否找到一种简易便捷、经济的合成硝酸锂的新方法显得尤为重要。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种硝酸锂的制备方法，用以解决现有技术问题中萃取体系对氧化性酸耐受性差、萃取剂溶解损失大及对钾离子选择性差、杂质去除率低的至少一个。

2、本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

3、一种硝酸锂的制备方法，包括：

4、s101：将低锂溶液加碱进行预处理；

5、s102：将预处理后的低锂溶液加入萃取体系萃取；

6、s103：将萃取后有机相加入硝酸或硝酸酸式盐反萃获得富锂反萃液；

7、s104：将富锂反萃液处理获得硝酸锂。

8、优选地，s101中预处理ph值范围为ph＝9～13。

9、优选地，s102中萃取温度在10～50℃，优选20～40℃。

10、优选地，s103中硝酸或硝酸酸式盐浓度范围在0.5mol/l～4mol/l。

11、优选地，s102与s103之间还包括对萃取后有机相洗涤除杂。

12、优选地，洗涤除杂温度为10～50℃。

13、优选地，s104包括：获得硝酸锂溶液先经过除油除去残留的有机相，然后加热煮沸，用氢氧化锂调节ph至中性，溶液蒸发至晶体析出时保持温度抽滤，加纯水洗涤，干燥，得到硝酸锂产品。

14、优选地，所述低锂溶液锂含量0.1g/l～2.5g/l，杂质为钠、钾、镁、钙的阳离子，其中钠含量10g/l～130g/l，钾含量1g/l～70g/l；阴离子有氯离子和硫酸根离子，其中氯离子含量为5g/l～200g/l，硫酸根离子含量为1g/l～190g/l。

15、优选地，s102中萃取体系包含满足以下通式的α-二酮基化合物：

16、

17、其中，r1、r2各自独立地为h或c1-c8烷基、c6-c12苯基、c6-c12取代苯基、c6-c20芳基、c6-c20取代芳基或c6-c20杂芳基，r1、r2相同或者不相同；r1与羰基相连的碳原子上至少有一个氢原子，和/或，r2与羰基相连的碳原子上至少有一个氢原子。

18、一种硝酸锂，纯度＞98％，由上述制备方法制备。

19、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

20、(1)本发明采用萃取-反萃工艺，将含有硝酸阴离子的物质作为反萃剂，将硝酸锂的提纯和制备同步，较现有技术大大简化了步骤，同时本发明能够以锂离子浓度较低的低锂溶液锂作为硝酸锂制备原料，低锂溶液锂含量0.1g/l～2.5g/l，大大拓展了硝酸锂原料范围，并能够制备纯度大于98％的硝酸锂；

21、(2)本发明通过优化取代基结构，α-二酮基化合物由于两酮基直接连接，没有含有氢元素的仲碳原子，因而烯醇化过程，硝酸难以氧化二酮结构，提高二酮基化合物对氧化性酸例如硝酸的耐受性，因而在制备氧化性酸的锂盐化合物时，在多次循环使用后依然对锂具有较好的选择性和较低的溶解或水解损失；萃取剂经50次循环使用后，依然可以制备纯度大于98％的硝酸锂，富锂液中锂/钠的质量比≥223，锂/钾质量比≥630。

22、(3)本发明的α-二酮基化合物能够控制单分子烯醇化程度，实现部分烯醇化，因而能够在完成萃取锂离子同时，保持其在水中具有较小的溶解度，因而萃取剂中α-二酮基化合物具有较低的溶解损失；

23、(4)本发明的α-二酮基化合物因为酮羰基相邻α位取代基的位阻作用，使其更容易结合锂离子而非体积更大的钠、钾离子，因而萃取剂对锂离子的萃取具有更高的选择性，降低了萃取产物中杂质钠、钾离子含量；本发明的萃取剂在碱性条件下，能够对于不同镁锂比的盐湖卤水或者沉锂母液都具有较高的萃取率和高锂选择性；

24、(5)本发明萃取体系具有很强的耐酸、耐碱和抗老化性能，多次使用保持稳定，具有更好的使用寿命。

25、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

技术特征：

1.一种硝酸锂的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s101中预处理ph值范围为ph＝9～13。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s102中萃取温度在10～50℃，优选20～40℃。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s103中硝酸或硝酸酸式盐浓度范围在0.5mol/l～4mol/l。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s102与s103之间还包括对萃取后有机相洗涤除杂。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，洗涤除杂温度为10～50℃。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，s104包括：获得硝酸锂溶液先经过除油除去残留的有机相，然后加热煮沸，用氢氧化锂调节ph至中性，溶液蒸发至晶体析出时保持温度抽滤，加纯水洗涤，干燥，得到硝酸锂产品。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述低锂溶液锂含量0.1g/l～2.5g/l，杂质为钠、钾、镁、钙的阳离子，其中钠含量10g/l～130g/l，钾含量1g/l～70g/l；阴离子有氯离子和硫酸根离子，其中氯离子含量为5g/l～200g/l，硫酸根离子含量为1g/l～190g/l。

9.根据权利要求1-8任一项所述的制备方法，其特征在于，s102中萃取体系包含满足以下通式的α-二酮基化合物：

10.一种硝酸锂，其特征在于，纯度＞98％，由权利要求1-9任一项所述制备方法制备。

技术总结
本发明属于锂提纯技术领域，涉及一种硝酸锂的制备方法及硝酸锂，包括：将低锂溶液加碱进行预处理；将预处理后的低锂溶液加入萃取体系萃取；将萃取后有机相加入硝酸或硝酸酸式盐反萃获得富锂反萃液；将富锂反萃液处理获得硝酸锂。本发明的二酮基化合物对氧化性酸例如硝酸的耐受性，在多次循环使用后依然对锂具有较好的选择性和较低的溶解或水解损失二酮基化合物能够控制单分子烯醇化程度，实现部分烯醇化，解决现有技术问题中对氧化性酸耐受性低、萃取体系碱耗较大、萃取剂溶解损失大及对钾离子选择性差、去除率低的问题。

技术研发人员：高艳芳,王利军,李瑞琛,张照旗,肖俊峰,白永光,刘丽丽
受保护的技术使用者：郑州天一萃取科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/18