本发明属于氢氧化锂制备技术领域，特别涉及一种高纯度单水氢氧化锂的制备方法。
氢氧化锂可用在锂基润滑脂，碱性蓄电池的电解液，溴化锂制冷机吸收液等。石油、化工、轻工、核工业领域都有氢氧化锂的应用。锂基润滑脂，比钙钠基润滑脂的稠化剂量降低三分之一，而使用寿命可延长一倍以上。新能源电池的兴起对氢氧化锂的品质要求越来越高，市场对高纯度氢氧化锂需求量不断增大。
目前，氢氧化锂的生产主要是以碳酸锂、氧化钙为主要原料，经过苛化反应生成氢氧化锂和碳酸钙副产品；通过该方法生产的氢氧化锂产品中主要杂质为重金属离子和钙离子，重金属离子来源于原料，而钙离子残留主要受限于生产工艺。重金属离子的残留限制了氢氧化锂在一些对纯度要求较高领域的应用。
本发明要解决的技术问题是提供一种高纯度单水氢氧化锂的制备方法，以解决上述技术问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种高纯度单水氢氧化锂的制备方法，其创新点在于：所述制备方法包括如下步骤：
（1）苛化反应：将质量比为50:57:800的碳酸锂、氧化钙和水进行苛化反应，得氢氧化锂溶液；
（2）过滤：过滤步骤（1）中的氢氧化锂溶液，得到副产品碳酸钙和滤液a，滤液a进入下一步操作；
（4）硫化氢除重金属：向步骤（3）中的浓缩液a中通入硫化氢气体，沉淀重金属、钙离子，多余的硫离子采用双氧水将其氧化为硫单质析出，经过滤除去，同时，过滤得到的滤液b进入下一步操作；
（5）浓缩结晶：将步骤（4）中的滤液b进行减压蒸馏浓缩，得到浓缩液b，然后将浓缩液b降温，氢氧化锂大量析出，过滤得到氢氧化锂潮品和滤液c；
（6）离心干燥：将步骤（5）中的氢氧化锂潮品烘干得到单水氢氧化锂，滤液c送至下一批次产品浓缩结晶工序。
（1）苛化反应：将质量比为50:57:800的碳酸锂、氧化钙和水投入反应瓶中，搅拌升温至100℃，并在此温度下保温反应3小时，得氢氧化锂溶液；
（2）过滤：将步骤（1）中的氢氧化锂溶液降温至45℃，在此温度下过滤氢氧化锂溶液，得到副产品碳酸钙和滤液a，滤液a进入下一步操作；
（3）浓缩：将步骤（2）中的滤液a进行减压蒸馏浓缩，当蒸出起始投料量水的0.6～0.65倍重量比的水后停止蒸馏，得到浓缩液a；
（4）硫化氢除重金属：将步骤（3）中的浓缩液a降温至25℃，并在此温度搅拌状态下向浓缩液a中通入硫化氢气体，使浓缩液a变浑浊，同时，检测浓缩液a中硫离子的浓度，硫离子浓度达到800ppm时，停止通硫化氢气体，并过滤除去固体悬浮物，然后向除去固体悬浮物的滤液中滴加质量百分浓度为10%的双氧水，反应液中有少量的固体析出，并用淀粉碘化钾试纸测试反应液，当反应液持续使试纸变蓝时，停止滴加双氧水，然后将反应液在25℃下搅拌0.5小时，取反应液，滤去悬浮物，测试滤液中硫离子含量，当硫离子未检出后停止反应，最后过滤，得到的滤液b进入下一步浓缩结晶操作；
（5）浓缩结晶：将步骤（4）中的滤液b进行减压蒸馏浓缩，当蒸出起始投料量水的0.3～0.31倍的重量比的水时，停止蒸馏，得到浓缩液b，然后将浓缩液b降温至20℃，氢氧化锂大量析出，过滤得到氢氧化锂潮品和滤液c；
（6）离心干燥：将步骤（5）中的氢氧化锂潮品先在45℃下热风烘干4小时，然后在105℃烘干5小时得到单水合氢氧化锂，滤液c送至下一批次产品浓缩结晶工序。
本发明的优点在于：本发明高纯度单水氢氧化锂的制备方法，对现有以碳酸锂为原料的生产工艺进行了改进，在产品溶液蒸发结晶前，向溶液中通入适量的硫化氢气体，溶液中的硫离子可以沉淀绝大多数重金属离子，另外硫离子还可以沉淀大部分残留的钙离子，多余的硫离子最后通过双氧水氧化作用以单质硫沉淀出来，过滤除去；本发明操作简单，安全环保，在没有引入其他杂质的前提下，将绝大多数的重金属除去，同时降低了产品中钙离子含量，是制备高纯度氢氧化锂的有效方法，制备出的单水氢氧化锂纯度可达99.5%以上；此外，选用硫化氢作为重金属沉淀剂，不仅高效而且成本低廉。
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
本发明高纯度单水氢氧化锂的制备方法，如图1所示，该制备方法包括如下步骤：
（1）苛化反应：将质量比为50:57:800的碳酸锂、氧化钙和水进行苛化反应，得氢氧化锂溶液；
（2）过滤：过滤步骤（1）中的氢氧化锂溶液，得到副产品碳酸钙和滤液a，滤液a进入下一步操作；
（4）硫化氢除重金属：向步骤（3）中的浓缩液a中通入硫化氢气体，沉淀重金属、钙离子，多余的硫离子采用双氧水将其氧化为硫单质析出，经过滤除去，同时，过滤得到的滤液b进入下一步操作；
（5）浓缩结晶：将步骤（4）中的滤液b进行减压蒸馏浓缩，得到浓缩液b，然后将浓缩液b降温，氢氧化锂大量析出，过滤得到氢氧化锂潮品和滤液c；
（6）离心干燥：将步骤（5）中的氢氧化锂潮品烘干得到单水氢氧化锂，滤液c送至下一批次产品浓缩结晶工序。
作为实施例，更具体的实施方式为本发明高纯度单水氢氧化锂的制备方法，具体包括如下步骤：
（1）苛化反应：将质量比为50:57:800的碳酸锂、氧化钙和水投入反应瓶中，搅拌升温至100℃，并在此温度下保温反应3小时，得氢氧化锂溶液；
（2）过滤：将步骤（1）中的氢氧化锂溶液降温至45℃，在此温度下过滤氢氧化锂溶液，得到副产品碳酸钙和滤液a，滤液a进入下一步操作；
（3）浓缩：将步骤（2）中的滤液a进行减压蒸馏浓缩，当蒸出起始投料量水的0.6～0.65倍重量比的水后停止蒸馏，得到浓缩液a；
（4）硫化氢除重金属：将步骤（3）中的浓缩液a降温至25℃，并在此温度搅拌状态下向浓缩液a中通入硫化氢气体，使浓缩液a变浑浊，同时，检测浓缩液a中硫离子的浓度，硫离子浓度达到800ppm时，停止通硫化氢气体，并过滤除去固体悬浮物，然后向除去固体悬浮物的滤液中滴加质量百分浓度为10%的双氧水，反应液中有少量的固体析出，并用淀粉碘化钾试纸测试反应液，当反应液持续使试纸变蓝时，停止滴加双氧水，然后将反应液在25℃下搅拌0.5小时，取反应液，滤去悬浮物，测试滤液中硫离子含量，当硫离子未检出后停止反应，最后过滤，得到的滤液b进入下一步浓缩结晶操作；
（5）浓缩结晶：将步骤（4）中的滤液b进行减压蒸馏浓缩，当蒸出起始投料量水的0.3～0.31倍的重量比的水时，停止蒸馏，得到浓缩液b，然后将浓缩液b降温至20℃，氢氧化锂大量析出，过滤得到氢氧化锂潮品和滤液c；
（6）离心干燥：将步骤（5）中的氢氧化锂潮品先在45℃下热风烘干4小时，然后在105℃烘干5小时得到单水合氢氧化锂，滤液c送至下一批次产品浓缩结晶工序。
（1）将250g碳酸锂、285g氧化钙、4000g水投入反应瓶中，搅拌升温至100℃,在此温度下保温反应3小时。保温结束后，将反应液温度降低至45℃，在此温度下过滤反应液，滤饼用100g水洗涤。滤饼作为副产品石灰渣，滤液进入下一步操作；
（2）将上一步的滤液进行减压蒸馏浓缩，当蒸出约2.5l水后停止蒸馏，将反应液降温至25℃；
（3）在25℃下，搅拌状态下向滤液中缓慢通入硫化氢气体，滤液变浑浊，同时，检测浓缩液a中硫离子的浓度，硫离子浓度达到800ppm时，停止通硫化氢气体，并过滤除去固体悬浮物，滤液进入下一步操作；
（4）在25℃下搅拌状态下，向上一步滤液中滴加质量百分浓度为10%的双氧水，反应液中有少量的固体析出。用淀粉碘化钾试纸测试反应液，当反应液持续使试纸变蓝时，停止滴加双氧水。反应液在25℃下搅拌0.5小时，取反应液，滤去悬浮物，测试滤液中硫离子含量，当硫离子未检出后停止反应。过滤，滤液进入下一步浓缩结晶操作；
（5）上一步反应液进行减压蒸馏浓缩，当蒸出水约1.2l时，停止蒸馏。将反应液降温至20℃，氢氧化锂大量析出，过滤出氢氧化锂潮品。滤液套用到下一批次产品浓缩结晶单元。潮品先在45℃下热风烘干4小时，然后在105℃烘干5小时得到138.7g单水氢氧化锂。
（1）将25kg碳酸锂、28.5kg氧化钙、400kg水投入反应釜中，搅拌升温至100℃,在此温度下保温反应3小时。保温结束后，将反应液温度降低至45℃，在此温度下过滤反应液，滤饼用10kg水洗涤。滤饼作为副产品石灰渣，滤液进入下一步操作；
（2）将上一步的滤液进行减压蒸馏浓缩，当蒸出约250l水后停止蒸馏，将反应液降温至25℃；
（3）在25℃下，搅拌状态下向滤液中缓慢通入硫化氢气体，滤液变浑浊，同时，检测浓缩液a中硫离子的浓度，硫离子浓度达到800ppm时，停止通硫化氢气体，并过滤除去固体悬浮物，滤液进入下一步操作；
（4）在25℃下搅拌状态下，向上一步滤液中滴加质量百分浓度为10%的双氧水，反应液中有少量的固体析出。用淀粉碘化钾试纸测试反应液，当反应液持续使试纸变蓝时，停止滴加双氧水。反应液在25℃下搅拌0.5小时，取反应液，滤去悬浮物，测试滤液中硫离子含量，当硫离子未检出后停止反应。过滤，滤液进入下一步浓缩结晶操作；
（5）上一步反应液进行减压蒸馏浓缩，当蒸出水约120l时，停止蒸馏。将反应液降温至20℃，氢氧化锂大量析出，过滤出氢氧化锂潮品。滤液套用到下一批次产品浓缩结晶单元。潮品先在45℃下热风烘干4小时，然后在105℃烘干5小时得到13.96kg单水氢氧化锂。
（1）将250g碳酸锂、285g氧化钙、4000g水投入反应瓶中，搅拌升温至100℃,在此温度下保温反应3小时。保温结束后，将反应液温度降低至45℃，在此温度下过滤反应液，滤饼用100g水洗涤。滤饼作为副产品石灰渣，滤液进入下一步操作；
（2）将上一步的滤液进行减压蒸馏浓缩，当蒸出约2.5l水后停止蒸馏，将反应液降温至25℃，氢氧化锂大量析出，过滤出氢氧化锂潮品。滤液套用到下一批次产品浓缩结晶单元。潮品先在45℃下热风烘干4小时，然后在105℃烘干5小时得到138.3g单水氢氧化锂。
为了突出本发明高纯度单水氢氧化锂的制备方法的优势，将实施例1、实施例2及对比例进行对比，其对比结果见下表：
。由上表可以看出，实施例1和2与对比例相比，在产品溶液蒸发结晶前，向溶液中通入适量的硫化氢气体，溶液中的硫离子可以沉淀绝大多数重金属离子，另外硫离子还可以沉淀大部分残留的钙离子千亿国际，多余的硫离子最后通过双氧水氧化作用以单质硫沉淀出来，过滤除去，进而制备出的单水氢氧化锂纯度可达99.5%以上。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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