本發明涉及化工設備技術領域，具體涉及一種電池級碳酸鋰的制備系統及制備方法。

背景技術：

碳酸鋰用途廣泛，其在電池、潤滑劑、陶瓷、玻璃、冶煉等工業領域均是不可缺少的原料。近年來隨著全球新能源開發的熱潮，碳酸鋰在鋰電池中的應用越來越被大家所關注。目前市場上較多的是工業級碳酸鋰，其實用價值不如電池級碳酸鋰。碳酸鋰作為鋰離子動力電池的核心原料，制備高純度的電池級碳酸鋰可以為鋰離子動力電池提供堅實的基礎。

目前生產碳酸鋰的氫化方式，通常是采用反應釜攪拌方式進行氫化處理，若反應釜容量過大，投料量過多，則會導致攪拌不均勻，因此，由于攪拌方式的限制，使得多數反應釜只能設計為1-5m³的裝載容量，在工業大生產中，反應容器的局限性，導致在工業生產碳酸鋰時，需要花費更多的重復勞動時間和能耗，才能夠滿足碳酸鋰的大批量生產；同時，氫化一般在0.2～0.6mpa狀態下反應，反應釜需要密封和耐壓，每釜反應都要升壓、卸壓，造成二氧化碳浪費，生產效率低。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明提供了一種電池級碳酸鋰的制備系統，可以提高碳酸鋰的生產容量，減少能量消耗，提高生產效率。

第一方面，本發明提供了一種電池級碳酸鋰的制備系統，所述制備系統包括氫化釜、除雜器、過濾器和分解器；

所述氫化釜包括釜體和設置在釜體內的攪拌軸和攪拌槳葉，所述攪拌軸和攪拌槳葉周圍設置有上下端敞口的導流筒，所述導流筒通過支架固定于所述釜體的內壁；所述釜體上設置有多個進料管和第一CO₂通入管，所述進料管的下端從導流筒上端伸入所述導流筒內的攪拌槳葉處；所述釜體的上部和底部分別設有溢流口和排料口；粗級碳酸鋰漿料、二氧化碳分別經由所述進料管、CO₂通入管進入所述釜體內以發生氫化反應得到初級氫化液；

所述除雜器設有沉淀絡合劑通入管、進口管、出口管，所述進口管與所述溢流口相連通以使所述初級氫化液進入所述除雜器內，所述進口管還分支有第二CO₂通入管，所述除雜器用于除去所述初級氫化液中的雜質得到除雜氫化液；

過濾器，與所述除雜器的出口管相連，所述過濾器的進口處還分支有第三CO₂通入管，所述過濾器用于濾去所述除雜氫化液中的不溶物得到過濾液；

分解器，與所述過濾器的排液口相連，所述分解器用于熱分解所述過濾液得到分解后的碳酸鋰。

優選地，所述導流筒具有內外兩層筒體，內外兩層筒體之間形成一空腔，所述第一CO₂通入管與所述導流筒的空腔相連通，在靠近所述攪拌槳葉的內層筒體側壁上開設有多個CO₂進口。第一CO₂通入管C1與設有多個CO₂進口的導流筒空腔相連通，可以增大CO₂與粗級碳酸鋰漿料的接觸面積，提高反應效率。

優選地，所述進料管包括第一管段和第二管段，所述第一管段位于所述導流筒的上端敞口之上，所述第二管段沿著所述導流筒的內壁伸入所述攪拌槳葉處，所述第一管段和第二管段之間用法蘭連接。

優選地，所述導流筒為筒狀，所述導流筒具有相對設置的上端敞口和下端敞口，所述下端敞口靠近所述攪拌槳葉，所述上端敞口的尺寸大于所述下端敞口的尺寸。

優選地，所述導流筒呈收口式，自上向下延伸的導流筒的筒體部分的端面直徑梯度縮小。

優選地，所述釜體的釜蓋上還設有槽鋼，所述槽鋼上自底部向上安裝有攪拌機架和驅動機構，所述驅動機構連接有伸入釜體內的攪拌軸，所述驅動機構用于驅動所述攪拌軸轉動。

本發明中的所述氫化釜中加裝導流筒，可以把進入釜體內的物料料壓入釜底，然后釜底物料經過導流筒外部達到釜頂，如此循環；進入釜內的物料可以在導流筒內形成徑向和軸向流動，實現物料的均勻混合，還可加速粗級碳酸鋰漿料與CO₂之間的碰撞，提高反應速率。此外，所述進料管的特殊結構有利于所述導流筒的安裝和清洗。

優選地，所述除雜器內設有在線鈣離子檢測儀，用于檢測除雜器中的Ca含量；在所述初級氫化液進入所述除雜器的進口管道上還設有流量計算儀。通過計算流入所述除雜器中的初級氫化液流量以及Ca含量，來控制加入至除雜器內的沉淀絡合劑的量。

優選地，所述除雜器的出口管設置在所述除雜器的底部，所述出口管上設有第一在線pH儀，所述出口管在經過所述第一在線pH儀之后，分為直排管道和回流管道，所述直排管道和回流管道上分別設有直排閥門和回流閥門，所述第一在線pH儀與直排閥門、回流閥門，以及第二CO₂進氣管的閥門相聯鎖，控制所述出口管中的除雜氫化液pH維持在8.5-9.0；所述回流閥門用于當所述出口管中的除雜氫化液pH超過8.5-9.0時打開，使部分除雜氫化液回流至所述除雜器中。

優選地，所述過濾器的進口處設有氣液混合噴頭，所述氣液混合噴頭用于所述除雜氫化液和CO₂混合得到混合物料。

進一步優選地，所述氣液混合噴頭為文丘里混合器。這樣可使得CO₂氣流和夾雜不溶物的除雜氫化液漿料的混合效果較好。

優選地，所述第一CO₂通入管、第二CO₂進氣管和第三CO₂進氣管均與一CO₂供給源相連通。

優選地，所述過濾器內設有多個過濾管，所述過濾管用于在0.1-0.3mPa的壓力下對通有CO₂的除雜氫化液進行過濾。

優選地，所述分解器還設有一CO₂出口管，所述CO₂出口管與所述CO₂供給源相連通。所述CO₂出口管用于將所述分解器內產生的CO₂可以返回至氫化釜、除雜器等設備中。

優選地，所述制備系統還包括第二過濾器，所述第二過濾器與所述分解器的排渣口相連，所述第二過濾器用于分離出所述分解后的碳酸鋰。

本發明第一方面提供的所述電池級碳酸鋰的制備系統，所述制備系統包括氫化釜、除雜器、過濾器和分解器，所述制備系統的各個設備之間緊密聯系，可以實現對電池級碳酸鋰的連續性生產。其中，所述氫化釜內的導流筒可以實現對物料的高速攪拌，得到初級氫化液；所述除雜器可以除去初級氫化液中的Ca雜質，并調控通入除雜器內的CO₂，使初級氫化液中未氫化的碳酸鋰進一步氫化，得到除雜氫化液；所述過濾器可以濾去所述除雜氫化液中的不溶物，并在過濾過程中使的CO₂與除雜氫化液中的碳酸鋰進一步氫化反應得到過濾液；所述分解器可以將所述過濾液進行熱分解得到碳酸鋰。

第二方面，本發明提供了一種電池級碳酸鋰的制備方法，包括以下步驟：

(1)將粗級碳酸鋰漿料置于氫化釜中，并通入二氧化碳，在所述氫化釜中進行攪拌反應5-8h，得到初級氫化液，其中，所述初級氫化液中Li含量穩定在7.5-8g/L；

(2)將所述初級氫化液經由所述氫化釜的溢流口進入除雜器，向所述除雜器中加入沉淀絡合劑、通入CO₂，使所述初級氫化液中的雜質沉淀下來或以絡合物形式存在，得到除雜氫化液，所述除雜氫化液中的Ca雜質含量在1mg/L以內；

(3)所述除雜氫化液經由所述除雜器的出口管進入過濾器，向所述過濾器內通入CO₂，使所述除雜氫化液在0.1-0.3mPa的壓力下被濾去不溶物得到過濾液，所述過濾液的pH為7.0-8.0；

(4)所述過濾液在分解器中進行熱分解，得到分解后的碳酸鋰。

上述氫化釜、除雜器、過濾器和分解器為本發明第一方面的所述制備系統中的設備。

優選地，當從所述除雜器流出的除雜氫化液的pH值超過8.5-9.0時，降低除雜器流出的除雜氫化液的流量，使部分除雜氫化液回流至所述除雜器，同時調整通入到所述除雜器和過濾器中的CO₂流量，使所述過濾器排出的過濾液的pH穩定在7.0-8.0。

優選地，所述粗級碳酸鋰漿料為工業級碳酸鋰與水的混合物，所述粗級碳酸鋰漿料的液固比為(20-25):1。

優選地，所述粗級碳酸鋰漿料經由所述進料管進入所述氫化釜中的漿料流量為2-3立方米/小時。

優選地，所述氫化釜中，所述二氧化碳的摩爾量超過所述粗級碳酸鋰漿料中碳酸鋰的5-10％。

優選地，所述沉淀絡合劑包括乙二胺四乙酸鈉鹽(即EDTA二鈉)、乙二胺四乙酸、氟化鈉、草酸、硫代乙酰胺和8-羥基蝰林中的一種或多種。

優選地，所述除雜器內設有在線鈣離子檢測儀，用于檢測除雜器中的Ca含量。

優選地，在所述初級氫化液進入所述除雜器的進口管道上還設有流量計算儀，通過計算流入所述除雜器中的初級氫化液流量以及Ca含量，來控制加入的沉淀絡合劑的量，使得所述除雜氫化液中的Ca雜質含量在1mg/L以下。

進一步優選地，所述沉淀絡合劑為所述除雜器中Ca的質量的1.1-1.5倍。

本發明第二方面提供的電池級碳酸鋰的制備方法，其工藝設計合理，依次經過初級氫化、除雜、過濾、熱分解，并在除雜、過濾中調控CO₂的用量，對粗級碳酸鋰原料的利用率高，氫化較完全，該制備方法的生產流程短，減少生產中的能量損耗，實現對電池級碳酸鋰的連續生產。

本發明的優點將會在下面的說明書中部分闡明，一部分根據說明書是顯而易見的，或者可以通過本發明實施例的實施而獲知。

附圖說明

圖1為本發明實施例中電池級碳酸鋰的制備系統的結構示意圖；

圖2為本發明實施例中氫化釜的攪拌槳葉的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施方式中的附圖，對本發明實施方式中的技術方案進行清楚、完整地描述。

本申請中各標號如下：

氫化釜100：釜體1，攪拌軸2，攪拌槳葉3，導流筒4，導流筒的支架5，進料管6，溢流口N1，排料口N2，夾套8，槽鋼9，攪拌機架10，驅動機構11，冷凝水進口N3、冷凝水出口N4，輔料排料口N5，第一CO₂通入管C1，CO₂進口7；

除雜器200：沉淀絡合劑通入管21，進口管22，出口管23，第二CO₂通入管C2，直排管道231，回流管道232，直排閥門V2，回流閥門V3，輸送泵P1；在線鈣離子檢測儀T1，在線溫度儀T2，第一在線pH儀T3；

過濾器300：氣液混合噴頭31，過濾管32，過濾器的排液口N6；第三CO₂進氣管C3，第二在線pH儀T4；

分解器400：排渣口N7，CO₂出口管C4。

請參閱圖1，圖1為本發明優選實施例提供的一種電池級碳酸鋰的制備系統的結構示意圖。所述制備系統包括氫化釜100、除雜器200、過濾器300和分解器400。

所述氫化釜100包括釜體1和設置在釜體1內的攪拌軸2和攪拌槳葉3，所述攪拌槳葉3設置所述攪拌軸1的底部，所述攪拌軸2和攪拌槳葉3周圍設置有上下端敞口的導流筒4，所述導流筒4通過支架5固定于所述釜體1的內壁。本申請中，所述攪拌軸2沿上下方向設置，所述導流筒4與所述攪拌軸2、攪拌槳葉3同軸設置；所述導流筒4的上端、下端敞口相通。顯然地，所述導流筒4的最大橫截面外徑小于所述釜體1的橫截面內徑。這樣設計是為了保證釜體1與導流筒4之間具有間隔空間。

所述釜體1上設置有多個進料管6，所述進料管6的下端從導流筒4上端伸入所述導流筒4的內腔。其中，所述進料管6包括第一管段61和第二管段62，所述第一管段61位于所述導流筒4的上端敞口之上，所述第二管段62沿著所述導流筒4的內壁伸入所述攪拌槳葉3處，所述第一管段61和第二管段62之間用法蘭63連接。本申請中，所述進料管6的下端插入攪拌槳葉3處，進入導流筒4前用法蘭63連接；所述第一管段61和第二管段62可以拆卸，這樣有利于導流筒4的安裝和清洗。

優選地，所述第二管段62呈折線型，所述第二管段62包括第一子管段和第二子管段，所述第一子管段平行于豎直方向，所述第二子管段平行于所述導流筒4內壁，并與所述第一子管段形成一折角。進一步優選地，所述折角的大小為120-160°。

所述釜體1上還設置有第一CO₂通入管C1。所述導流筒4具有內外兩層筒體，內外兩層筒體之間形成一空腔，所述第一CO₂通入管C1與所述導流筒4的空腔相連通，在靠近所述攪拌槳葉的導流筒4的內層筒體側壁上開設有多個CO₂進口7。本申請中，第一CO₂通入管C1與設有多個CO₂進口的導流筒空腔相連通，可以增大CO₂與粗級碳酸鋰漿料的接觸面積，提高反應效率。

所述釜體1的上部和底部分別設有溢流口N1和排料口N2。粗級碳酸鋰漿料經由所述進料管6進入所述釜體內，二氧化碳經由所述CO₂通入管C1、CO₂進口7進入所述釜體1內。粗級碳酸鋰漿料和二氧化碳在所述氫化釜100內發生氫化反應得到初級氫化液。

本申請一實施方式中，所述導流筒4通過至少一個支架5與釜體1內壁焊接。所述支架5設置在所述導流筒4的上下兩端，所述支架5的設置方向垂直于豎直方向。

本申請一實施方式中，所述導流筒4為筒狀，所述導流筒4具有相對設置的上端敞口和下端敞口，所述下端敞口靠近所述攪拌槳葉3，所述上端敞口的尺寸大于所述下端敞口的尺寸。

所述釜體1內加裝上大下的導流筒4，導流筒4把從進料管6進來的上部物料通過下壓式攪拌壓入釜底，然后釜底物料經過導流筒4外部達到釜頂，如此循環；進入釜內的物料在導流筒4內形成徑向和軸向流動，可以使物料混合均勻，還可加速顆粒球體間碰撞，有利于形成緊密的球形顆粒。

進一步優選地，所述導流筒4呈收口式，自上向下延伸的導流筒4的筒體部分的端面直徑梯度縮小。本申請另一優選實施方式中，所述導流筒4為錐形。

進一步優選地，所述下端敞口的直徑d與所述上端敞口的直徑D的比值在0.1-0.6。更優選為0.1-0.45。

優選地，所述導流筒4的高度為所述釜體1直段的0.3-0.6。其中，所述釜體1直段是指除釜體底部之外的釜體部分。

請參見圖2，圖2為氫化釜中攪拌槳葉的結構示意圖。所述攪拌槳葉3的邊沿呈弧形，所述攪拌槳葉3不與所述攪拌軸2相垂直。所述攪拌槳葉3與所述攪拌軸2的夾角為30-60°。這樣可以降低攪拌阻力，提高攪拌轉速，降低功率消耗，便于形成攪拌均勻的物料。在本申請一實施例中，所述攪拌槳葉3槳葉向下呈45度角。所述攪拌槳葉3為3組。在其他實施方式中，攪拌槳葉還可以為1、2、4、5或6片。

所述釜體1包括釜蓋和釜身，所述釜蓋和釜身通過法蘭連接固定。

所述釜體1的釜蓋上還設有槽鋼9，所述槽鋼9上自底部向上安裝有攪拌機架10和驅動機構11，用于支撐所述攪拌機架10和驅動機構11。所述驅動機構11連接有伸入釜體1內的攪拌軸2，所述驅動機構11用于驅動所述攪拌軸2的轉動。所述攪拌機架10具有雙層支點。所述驅動機構11包括電機和電機下端連接的減速機。所述減速機的減速比較低，所述槽鋼和雙層支點的攪拌機架，有助于所述氫化釜在實現高攪拌速度的同時保持較高穩定性。

所述釜蓋上圍繞所述攪拌軸2的軸口設有多個進料口(圖未示)，多個所述進料管6的上端分別穿出多個進料口。

所述釜體1的底部設有排料口N2，主要用于在每個生產周期結束情況下排出釜內物料。所述釜體1的上部設有溢流口N1，用于溢流出初級氫化液，作為后續除雜器的原料。

所述釜體1外周還圍設有夾套8，所述夾套8上設置有冷凝水進口N3、冷凝水出口N4。進一步優選地，所述冷凝水進口N3位于所述夾套8的底部，所述冷凝水出口N4位于所述夾套8的上部。

進一步優選地，所述溢流口N1與所述冷凝水出口N4分別設置在所述釜體1上部的不同側。

優選地，所述釜體1的底部為球冠型，所述釜體1的底部設有釜體封頭，所述釜體封頭上設有所述排料口N2，以及輔料排料口N5。所述輔料排料口N5用于在釜體底部的排料口N2出現異常情況下排出釜內物料等。

所述夾套8的底部設有夾套封頭，所述夾套封頭上設有所述冷凝水進口N3。

本申請中，所述氫化釜100的釜體內加裝導流筒4，可以把進入釜體內的物料料壓入釜底，然后釜底物料經過導流筒4的外部達到釜頂，如此循環；進入釜內的物料可以在導流筒4內形成徑向和軸向流動，實現物料的均勻混合，還可加速粗級碳酸鋰漿料與CO₂之間的碰撞，提高反應速率。此外，所述進料管的特殊結構有利于所述導流筒的安裝和清洗。

進一步地，所述制備系統上設有用于監測氫化釜內溫度的在線溫度儀T2，所述在線溫度儀T2與通入所述氫化釜100夾套內的冷凝水開關信號聯鎖(圖1中的虛線代表存在聯鎖作用)。

在本發明一實施方式中，所述在線溫度儀T2也可設置在所述除雜器200內，由于所述氫化釜100內生成的初級氫化液不斷溢流到所述除雜器200內，設置在所述除雜器200內的溫度儀也反映所述氫化釜100內的溫度。

在本發明另一實施方式中，所述氫化釜100上設有監測氫化釜內溫度的在線溫度儀T2。

優選地，氫化釜100內的溫度控制在30℃以下。進一步優選為10-30℃。

當所述氫化釜100內的溫度高于30℃時，冷凝水開關打開，并根據氫化釜100內的溫度高低來調節冷凝水開關的開度以控制夾套8內冷凝水流量。冷凝水開關的開度可以由位于冷凝水的進口管道上的冷凝水閥門V4來調節。

除雜器200上設有沉淀絡合劑通入管21、進口管22、出口管23，所述進口管22與所述溢流口N1相連通以使所述初級氫化液進入所述除雜器200內，所述進口管22還分支有第二CO₂通入管，所述除雜器200用于除去所述初級氫化液中的雜質得到除雜氫化液。

所述除雜器200內設有在線鈣離子檢測儀T1，用于檢測除雜器200中的Ca²⁺含量。在所述初級氫化液進入所述除雜器200的進口管22道上還設有流量計算儀V1。通過計算流入所述除雜器200中的初級氫化液流量以及Ca²⁺含量，來控制加入至除雜器200內的沉淀絡合劑的量。

所述除雜器200內設有攪拌器，以便于除雜器內的物料攪拌均勻。

所述除雜器200的出口管23設置在所述除雜器200的底部，所述出口管23上設有第一在線pH儀T3，所述出口管23在經過所述第一在線pH儀T3之后，分為直排管道231和回流管道232，所述直排管道231和回流管道232上分別設有直排閥門V2和回流閥門V3，所述第一在線pH儀T3與直排閥門V2、回流閥門V3，以及第二CO₂進氣管C2的閥門相聯鎖，控制所述出口管23中的除雜氫化液pH維持在8.5-9.0；所述回流閥門V3用于當所述出口管23中的除雜氫化液pH超過8.5-9.0時打開，使部分除雜氫化液回流至所述除雜器200中。

進一步地，所述除雜器200的出口管23上設有一輸送泵P1，用于將所述除雜器200內的除雜氫化液輸送至過濾器300或部分回流至除雜器200。所述輸送泵P1位于所述第一在線pH儀T3之前。即，所述除雜氫化液先經過所述輸送泵P1，再經過所述第一在線pH儀T3。

過濾器300，與所述除雜器200的出口管23相連，以使所述除雜氫化液進入所述過濾器300內，所述過濾器300的進口處還分支有第三CO₂通入管，所述過濾器300用于濾去所述除雜氫化液中的不溶物得到過濾液。

所述過濾器300內設有多個過濾管32，所述過濾管32用于在0.1-0.3mPa的壓力下對通有CO₂的除雜氫化液進行過濾。

所述過濾器300的進口處設有氣液混合噴頭31，所述氣液混合噴頭31用于所述除雜氫化液和CO₂混合得到混合物料。

進一步優選地，所述氣液混合噴頭31為文丘里混合器。這樣可使得CO₂氣流和夾雜不溶物的除雜氫化液漿料的混合效果較好。

所述過濾器300的排液口N6處設有第二在線pH儀T4，用于檢測從所述過濾器300排出的過濾液的pH值。

本申請中，所述第一CO₂通入管C1、第二CO₂進氣管C2和第三CO₂進氣管C3上分別設置多個CO₂進氣閥。作為本發明的另外一種實施方式，所述氫化釜100、除雜器200、過濾器300中的第一CO₂通入管C1、第二CO₂進氣管C2和第三CO₂進氣管C3也可以由一個總閥門(例如三通閥門)來實現調度。

優選地，所述第一CO₂通入管C1、第二CO₂進氣管C2和第三CO₂進氣管C3均與一CO₂供給源相連通。該CO₂供給源可以是CO₂氣體儲罐，也可以是液化的CO₂儲罐。

進一步優選地，所述第一CO₂通入管C1與一液化的CO₂儲罐相連，供給所述氫化釜100液化的CO₂。所述液化的CO₂在進入所述釜體內的過程中變成CO₂氣體。所述液化的CO₂在變成CO₂氣體的氣化過程中會吸熱，可降低所述氫化釜100內的溫度，促進碳酸鋰和CO₂之間氫化反應的進行。

分解器400，與所述過濾器300的排液口N6相連，所述分解器400用于熱分解所述過濾液得到分解后的碳酸鋰。

本申請中，所述分解器400主要用于對所述過濾器300排出的過濾液(碳酸氫鋰)進行加熱，使得其分解變成碳酸鋰，同時生成的CO₂可以返回至氫化釜100、除雜器200、過濾器300中，以進行循環使用。

所述分解器400還設有一CO₂出口管C4，所述CO₂出口管C4與所述CO₂供給源相連通。所述CO₂出口管C4用于將所述分解器400內產生的CO₂可以返回至氫化釜100、除雜器200等設備中。

所述制備系統還包括第二過濾器300，所述第二過濾器300與所述分解器400的排渣口N7相連，所述第二過濾器300用于分離出所述分解后的碳酸鋰。

本發明實施例提供了電池級碳酸鋰的制備系統，所述制備系統包括氫化釜100、除雜器200、過濾器300和分解器400，所述制備系統的各個設備之間緊密聯系，可以實現對電池級碳酸鋰的連續性生產。其中，所述氫化釜100內的導流筒可以實現對物料的高速攪拌，得到初級氫化液；所述除雜器200可以除去初級氫化液中的Ca雜質，并調控通入除雜器200內的CO₂，使初級氫化液中未氫化的碳酸鋰進一步氫化，得到除雜氫化液；所述過濾器300可以濾去所述除雜氫化液中的不溶物，并在過濾過程中使的CO₂與除雜氫化液中的碳酸鋰進一步氫化反應得到過濾液；所述分解器400可以將所述過濾液進行熱分解得到碳酸鋰。

本發明實施例還提供了一種電池級碳酸鋰的制備方法，包括以下步驟：

(1)將粗級碳酸鋰漿料置于氫化釜100中，并通入二氧化碳，在所述氫化釜100中進行攪拌反應5-8h，得到初級氫化液，其中，所述初級氫化液中Li含量穩定在7.5-8g/L；

(2)將所述初級氫化液經由所述氫化釜100的溢流口N1進入除雜器200，向所述除雜器200中加入沉淀絡合劑、通入CO₂，使所述初級氫化液中的雜質沉淀下來或以絡合物形式存在，得到除雜氫化液，所述除雜氫化液中的Ca雜質含量在1mg/L以內；

(3)所述除雜氫化液經由所述除雜器200的出口管23進入過濾器300，向所述過濾器300內通入CO₂，使所述除雜氫化液在0.1-0.3mPa的壓力下被濾去不溶物得到過濾液，所述過濾液的pH為7.0-8.0；

(4)所述過濾液在分解器400中進行熱分解，得到分解后的碳酸鋰。

上述氫化釜100、除雜器200、過濾器300和分解器400為本發明第一方面的所述制備系統中的設備。

優選地，所述粗級碳酸鋰漿料為工業級碳酸鋰與水的混合物。所述工業級碳酸鋰是指產品純度較低，雜質含量達不到電池級標準的碳酸鋰。

優選地，所述粗級碳酸鋰漿料中，工業級碳酸鋰與水的液固比為(20-25):1Kg/L。

優選地，所述粗級碳酸鋰漿料經由所述進料管進入所述氫化釜100中的漿料流量為2-3立方米/小時。

優選地，所述氫化釜100中，所述二氧化碳的摩爾量超過所述粗級碳酸鋰漿料中碳酸鋰的5-10％。

本申請中，所述沉淀絡合劑包括乙二胺四乙酸鈉鹽(即EDTA二鈉)、乙二胺四乙酸、氟化鈉、草酸、硫代乙酰胺和8-羥基蝰林中的一種或多種，但不限于此。

所述除雜器200內設有在線鈣離子檢測儀T1，用于檢測除雜器200中的Ca²⁺含量。

優選地，在所述初級氫化液進入所述除雜器200的進口管22道上還設有流量計算儀V1，通過計算流入所述除雜器200中的初級氫化液流量以及Ca ²⁺含量，來控制加入的沉淀絡合劑的量，使得所述除雜氫化液中的Ca²⁺雜質含量在1mg/L以下。

進一步優選地，所述沉淀絡合劑為所述除雜器200中Ca²⁺質量的1.1-1.5倍。

所述除雜器200內設有攪拌器。這樣可使得初級氫化液與沉淀絡合劑、CO₂等之間的反應較充分。

所述除雜器200的出口管23上設有第一在線pH儀T3，所述出口管23在經過所述第一在線pH儀T3之后，分為直排管道231和回流管道232，所述直排管道231和回流管道232上分別設有直排閥門V2和回流閥門V3，所述第一在線pH儀T3與直排閥門V2、回流閥門V3，以及第二CO₂進氣管C2的閥門相聯鎖，控制所述出口管23中的除雜氫化液pH維持在8.5-9.0；所述回流閥門V3用于當所述出口管23道中的除雜氫化液pH超過8.5-9.0時打開，使部分除雜氫化液回流至所述除雜器200中。

當所述除雜氫化液的pH值超過8.5-9.0時，打開所述回流閥門V3，使部分氫化液回流至所述除雜器200中，降低所述直排管道231的流量。此時并通過CO₂進氣閥控制通入到除雜器200和過濾器300中的CO₂量，使過濾器300排出的過濾液的pH值穩定在7.0-8.0，這樣可保證原料中的碳酸鋰完全氫化。同時隨著工藝的繼續，除雜器200的出口管的除雜氫化液pH會維持在8.5-9.0。

本申請中，如果全部關閉所述除雜器200的直排閥門V2的話，會使制備電池級碳酸鋰的連續性受到影響。本申請中在所述除雜器200的出口管23道中的氫化液pH超過8.5-9.0時，直排閥門V2和回流閥門V3同時打開，降低所述直排管道231的流量，仍然可以滿足電池級碳酸鋰的制備需求，同時后續過濾器300內還通有高壓CO₂，可以實現對除雜氫化液中碳酸鋰的進一級深度氫化。但如果進入過濾器300的除雜氫化液中的碳酸鋰沒有反應完全，而且進入過濾器300時的除雜氫化液的流量又很大，這樣在過濾器中就不能保證全部反應，最終會影響電池級碳酸鋰的純度。

所述過濾器300的排液口N6處設有第二在線pH儀T4，用于檢測從所述過濾器300排出的過濾液的pH值。

所述過濾器300內設有多個過濾管32，在通入CO₂的情況下，所述除雜氫化液在0.1-0.3mPa的壓力下被所述過濾管32過濾。流入所述過濾器300內的除雜氫化液，在過濾器300中，其含有的少量碳酸鋰邊與CO₂反應變成碳酸氫鋰，邊被過濾，減少不溶性碳酸鋰被過濾掉的風險。

除雜器200中存在一些不溶解的固體物(包括一些不溶與水的碳酸鋰)，在Ca²⁺與沉淀絡合劑反應時，該不溶固體物可起到沉核劑的作用，加速CaF等細小顆粒的沉淀，可以提高后續過濾器300的過濾效率；同時經過初步氫化與除雜工序后再一起過濾，可以縮短生產流程，減少生產中的能量損耗。

所述過濾器300內帶有0.1～0.3mpa壓力，可以保證碳酸鋰與CO₂進一步反應，保證碳酸鋰完全氫化；進入所述過濾器300的混合漿料在經所述過濾管32過濾后，過濾液排出至分解器400中，固體留在過濾器300內；過濾液在后續分解器400中分解得到碳酸鋰和CO₂，過濾液中夾雜的多余溶解的CO₂也在后續分解器400內分離出，并返回氫化釜100和除雜器200等設備中循環利用。分解得到的碳酸鋰后期經過過濾、洗滌，可以得到電池級碳酸鋰產品，洗滌得到母液和洗水可用于制備粗級碳酸鋰漿料，實現循環利用，整個過程無廢水產生，綠色環保。

本發明實施例提供的電池級碳酸鋰的制備方法，其工藝設計合理，依次經過初級氫化、除雜、過濾、熱分解，并在除雜、過濾中調控CO₂的用量，對粗級碳酸鋰原料的利用率高，氫化較完全，該制備方法的生產流程短，減少生產中的能量損耗，實現對電池級碳酸鋰的連續生產。

以上所述是本發明的優選實施方式，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護范圍。