引言：锂化工是我国重要的战略性新兴产业之一，锂化工行业在推动国民经济发展方面具有举足轻重的地位，但同时也产生了大量的沉锂母液。沉锂母液中含有大量的金属锂，具有很高的利用价值，但同时也含有大量的氢氧化锂、氯化锂等有价成分。如果不进行妥善处理，沉锂母液中的金属锂将会污染环境，造成资源浪费。

一、沉锂母液的成分分析

沉锂母液主要包括碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂，其中碳酸锂主要来自以硫酸氢钾为原料的锂盐生产企业，以硫酸钾为原料的锂盐生产企业，以及硫酸法锂盐生产企业。氢氧化锂、氯化锂主要来自以硫酸氢钾为原料的锂盐生产企业。沉锂母液中的金属锂具有较高的回收价值，但同时也含有较高的杂质，主要包括氯化钾、碳酸氢钾、氢氧化镁、氯化铵、氯化钠等。在沉锂母液中含有的杂质对产品质量影响很大，如果不进行处理，将会造成产品质量下降。因此，对沉锂母液中的碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂进行分离回收是沉锂母液处理的关键，也是目前亟待解决的问题。

二、碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂的特性介绍

碳酸锂：锂的化学符号为Li，是一种白色晶状粉末，易溶于水、醇、醚，难溶于有机溶剂。密度为2.73g/cm3，熔点为1220℃。与空气中的氧气和水接触时能缓慢地吸收氧气而被氧化。密度比空气大，易溶于水和甲醇、乙醇等有机溶剂，不溶于醚和氯仿等有机溶剂。相对密度1.45g/cm3。

三、碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂的分离回收工艺研究

3.1碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂的分离方法比较

（1）碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂的分离回收方法有很多种，每种方法都有自己的优势与不足，只有找到合适的方法才能实现高价值的分离回收。（2）沉淀法是最常见、最成熟的工艺，其主要原理是通过沉淀反应去除沉锂母液中的各种杂质，从而达到分离回收碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂的目的。沉淀法的缺点是工艺复杂，需要在碱性条件下进行反应，生产成本高。

3.2碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂的分离回收工艺实验设计

将沉锂母液置于不同的反应容器中，分别加入碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸锂进行反应，对其进行萃取，并采用高效液相色谱测定各萃取组分的含量。分别测定萃取剂、溶剂的质量分数和萃取比，计算其分配系数，绘制分配曲线。在萃取剂与沉锂母液体积比为2:1时，经过两次萃取后，碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂的萃取率分别为69.15%、90.68%、93.86%。将萃取后的溶剂用去离子水洗涤至中性后，用水相进行反萃，得到碳酸锂、氢氧化锂和氯化锂产品，对其进行X射线粉末衍射（XRD）分析和傅立叶红外光谱分析（FTIR）。

3.3实验结果分析与讨论

（1）萃取剂用量、萃取比、沉锂母液体积比等因素对碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂的萃取率影响较大，其中碳酸锂的萃取率受萃取剂与沉锂母液体积比的影响最大，而氢氧化锂和氯化锂的萃取率则受萃取剂用量体积比等因素的影响最大。（2）不同温度下所得碳酸锂产品的XRD图谱与其在水相中XRD图谱相似，没有明显变化；红外光谱图中，在1556cm-1附近出现了一个特征吸收峰，表明碳酸锂中有O—H键存在；在447cm-1附近出现了一个吸收峰，表明碳酸锂中有C—O键存在。因此，碳酸锂产品的主要组成成分为碳酸锂、氢氧化锂和氯化锂。

四、回收工艺的工业应用及经济性评价

4.1回收工艺在实际生产中的应用情况

经上述实验研究确定的碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂的分离回收工艺，以碳酸氢铵为沉淀剂，在常温条件下，采用沉淀法分离沉锂母液中的碳酸锂和氯化锂，得到的碳酸锂中锂含量可达99.98%以上；回收后的氢氧化锂经重结晶，得到的氢氧化锂纯度可达到99.95%以上；回收后的氯化钾经过重结晶得到的氯化钾纯度可达到99.97%以上。由于该工艺在生产中无二次污染，产品质量稳定，因此，采用该工艺处理沉锂母液可实现资源循环利用，并且该工艺成本低、操作简便，具有很高的工业应用价值和很好的经济效益。

4.2工业化规模化生产的可行性分析

目前，我国新能源汽车行业发展迅猛，市场前景广阔，但目前动力电池的制造成本过高，因此，未来动力电池行业将进入快速发展时期，动力电池市场的竞争也将日趋激烈。随着我国新能源汽车产业的迅猛发展，未来动力电池市场需求将呈现快速增长的趋势。由于目前我国动力电池产业所采用的锂资源主要依赖于进口，因此，在国内动力电池市场不断扩大的情况下，对于锂资源的需求将进一步增长。

4.3经济性评价及效益预测

以某电池公司现有的生产线为例，其产品成本构成包括：碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂及相关的费用，其中碳酸锂占产品成本的60%左右，氢氧化锂占15%左右，氯化锂占20%左右。公司现有生产线产能为：年产3万吨电池级碳酸锂，年产2万吨氢氧化锂，年产3万吨氯化锂。上述产品的平均单位成本如下表所示：根据以上数据可以看出，采用沉锂母液中碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂回收工艺生产产品可获得较高的经济效益。同时，通过对该工艺进行工业化放大试验研究，可以进一步提高产品回收率，降低生产成本。因此，该工艺具有较好的工业化规模化生产可行性。

结语

本文采用沉锂母液中碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂回收工艺对碳酸锂和氯化锂进行了回收，其技术原理主要是将沉锂母液中的锂盐通过氧化沉淀后，加入碳酸氢铵对沉淀物进行搅拌，使之转化为碳酸锂和氯化锂的混合溶液。在沉淀物中加入碳酸氢铵的目的是将沉淀物中的碳酸锂转化为碳酸氢钠，达到提纯碳酸锂的目的；加入氢氧化钠是为了除去沉淀物中的部分氢氧化钠，降低产品中盐酸的含量。本工艺具有工艺流程简单、操作方便、成本低、产品纯度高等特点。该工艺在某电池公司进行了工业化试验，经检验，各项指标均达到设计要求。

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