專(zhuān)利名稱(chēng)：將沉鋰母液循環(huán)用于配碳酸鈉溶液生產(chǎn)碳酸鋰的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將沉鋰母液循環(huán)用于配碳酸鈉溶液生產(chǎn)碳酸鋰的 方法。
背景技術(shù)：
鋰系稀有資源，鋰及鋰的化合物卻被越來(lái)越多的領(lǐng)域廣泛使用，如 何充分地利用鋰資源，同時(shí)也兼顧節(jié)能降耗是企業(yè)和社會(huì)共同關(guān)心的問(wèn) 題。
傳統(tǒng)的硫酸法生產(chǎn)碳酸鋰，工藝液量平衡是解決鋰回收率的關(guān)鍵問(wèn) 題。液量不平衡，帶鋰的水量流失得多，鋰的流失也多；帶鋰的水量f發(fā) 環(huán)的路線越長(zhǎng)，鋰的損失也越大。所以硫酸法生產(chǎn)碳酸鋰，解決沉鋰母 液?jiǎn)栴}是工藝技術(shù)的關(guān)鍵之一。
最早的傳統(tǒng)方法是沉鋰母液先加硫酸進(jìn)行中和，然后再蒸發(fā)濃縮分 離出硫酸鈉，母液回浸鋰系統(tǒng)。這也是如今被大部分企業(yè)采用的沉鋰母 液處理方法。
改良的方法是沉鋰母液先冷凍，然后分離出十水硫酸鈉，再對(duì)母液 進(jìn)行蒸發(fā)濃縮分離出碳酸鋰，母液再進(jìn)行冷凍，如此自循環(huán)。這種方法 由單水氫氧化鋰生產(chǎn)工藝技術(shù)中部分借鑒而來(lái)。此法僅個(gè)別企業(yè)采用。
少部分廠家采用的沉鋰母液的處理方法是先冷凍析出硫酸鈉，母 液再分成兩部分走，大部分加到浸出液中參與凈化浸出液然后再蒸發(fā)濃縮，另一部分到礦浸鋰系統(tǒng)。這種處理方式蒸汽耗量同樣很大，而且回 到礦浸鋰系統(tǒng)的部分由于循環(huán)路線長(zhǎng)而使鋰的損失增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)簡(jiǎn)單、回收率高、節(jié)能的將沉鋰母 液循環(huán)用于配碳酸鈉溶液生產(chǎn)碳酸鋰的方法。 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是
一種將沉鋰母液循環(huán)用于配碳酸鈉溶液生產(chǎn)碳酸鋰的方法，其特征 是依次包括下列步驟
(1)沉鋰母液冷凍處理沉鋰母液通過(guò)冷凍降低溫度析出十水流 酸鈉，然后離心分離為十水硫酸鈉和析鈉母液；
反應(yīng)原理2Na++S042—+10H20—Na2S04 10H20 I
(2) 析鈉母液過(guò)濾處理析鈉母液進(jìn)行過(guò)濾處理除去固體雜質(zhì)， 得析鈉母液凈化液；
(3) 析鈉母液凈化液進(jìn)行升溫析鋰析鈉母液凈化液經(jīng)升溫析出 大部分碳酸鋰，然后進(jìn)行固液分離得碳酸鋰和熱析母液；
反應(yīng)原理Li++C032——Li2C03 {
(4) 熱析母液配制碳酸鈉溶液向熱析母液中投入碳酸鈉固體充 分溶解后過(guò)濾，得碳酸鈉溶液；
(5) 碳酸鈉溶液與硫酸鋰溶液反應(yīng)沉鋰把硫酸鋰溶液加入到碳 酸鈉溶液中反應(yīng)生成碳酸鋰，然后固液分離后得碳酸鋰和沉鋰母液，得 到的沉鋰母液反復(fù)循環(huán)使用。
反應(yīng)原理Li++C032——Li2C03 i步驟(4)中有配碳酸鈉溶液余出的析鈉母液回浸出液凈化系統(tǒng)， 用于去除其中的鈣、鎂、鐵離子。
步驟(1)中沉鋰母液冷凍處理時(shí)的冷凍溫度為-5 6X:，控制析鈉 后母液S0廣〈60g/L。
步驟(3)中析鈉母液凈化液升溫處理時(shí)的溫度為80-10(TC，并保 溫5-30分鐘，控制熱析后母液Li20含量〈6g/L。
步驟(4)中向熱析母液中投入碳酸鈉固體時(shí)，熱析母液的溫度為 70-100。C，投入碳酸鈉固體后，于70-100。C下保溫20 50分鐘以充分 溶解；碳酸鈉溶液控制碳酸鈉濃度在230 320g/L。
熱析母液在加入碳酸鈉前含Li20量在《6. Og/L，加入碳酸鈉成碳酸 鈉溶液后，溶液Li20含量將有所下降。原因是由于熱析母液配成碳酸鈉 溶液后，溶液體積將增加10%左右，所以在配成碳酸鈉溶液的過(guò)程中， 原熱析母液中的鋰離子一般不會(huì)再析出，而是都溶在碳酸鈉溶液中，此 時(shí)碳酸鈉溶液的Li2C03接近飽和溶液狀態(tài)。
步驟(5)中硫酸鋰溶液加入到碳酸鈉溶液中時(shí)，碳酸鈉溶液的溫 度為90-IO(TC。
本發(fā)明對(duì)沉鋰母液的處理，采用先冷凍分離出十水硫酸鈉，再對(duì)析 鈉后的母液進(jìn)行過(guò)濾除去固體雜質(zhì)，然后升溫析出碳酸鋰，固液分離出 碳酸鋰和熱析母液，熱析母液用來(lái)配碳酸鈉溶液，然后再用以進(jìn)行沉鋰， 沉鋰后的母液又冷凍析鈉，如此循環(huán)。少量配碳酸鈉溶液富余的析鈉母 液用來(lái)加入進(jìn)浸出液中，用于去除浸出液中的鈣、鎂、鐵，起到凈化功 能。如此一來(lái)不僅降低了能耗，回收了母液中殘余的碳酸鈉，又縮短了沉鋰母液循環(huán)路線(即水循環(huán)路線)，同時(shí)還完全省去了原配制碳酸鈉溶液所需用水，大大改善整個(gè)生產(chǎn)全系統(tǒng)的液量平衡，而且生產(chǎn)的碳酸鋰質(zhì)量品位完全可達(dá)到電池級(jí)碳酸鋰技術(shù)要求。
本發(fā)明巧妙地利用沉鋰母液，析鈉母液采用熱析后再用來(lái)配碳酸鈉溶液，避免了加入碳酸鈉后會(huì)析出碳酸鋰而進(jìn)入渣中，同時(shí)熱析得到的碳酸鋰亦為純度好的碳酸鋰，而且熱析母液配成的碳酸鈉溶液為L(zhǎng)i2C03飽和溶液，在加入同量的硫酸鋰溶液沉鋰時(shí)，相對(duì)沉鋰率會(huì)得到提高。加上熱析也能得到一些碳酸鋰，所以總的沉鋰率會(huì)得到很大提高，而且母液中殘余的碳酸鈉也得到了充分利用，母液循環(huán)路線短損耗少，只有很少一部分進(jìn)入浸出液凈化系統(tǒng)，通過(guò)蒸發(fā)的量很少，所以相對(duì)來(lái)說(shuō)蒸汽耗量大大降低。總之，本發(fā)明具有沉鋰率高、工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)品穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高、回收率高、碳酸鈉消耗低、能耗低、成本低的特點(diǎn)。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:
本實(shí)施例包括如下步驟
1. 將3500L沉鋰母液冷凍至-3。C，然后進(jìn)行離心分離出十水流酸鈉，得析鈉母液，測(cè)得析鈉母液S0/—含量為26g/L;
2. 把析鈉母液進(jìn)行壓濾，除去固體渣滓；
3. 把過(guò)濾后的析鈉母液升溫至95t:,并保溫15分鐘，析出碳酸鋰。然后分離出碳酸鋰和熱析母液，并對(duì)碳酸鋰用少量冷凝水淋洗；
4. 取550公斤碳酸鈉充分溶解于1900L熱析母液中，然后過(guò)濾，得碳酸鈉溶液2000L，測(cè)得碳酸鈉溶液碳酸鈉濃度為290g/U
5. 有少量余出的熱析母液去浸出液凈化系統(tǒng)；
6. 把碳酸鈉溶液升溫到90°C ，并保持9(TC左右緩慢加入2600L含氧化鋰為60g/L的硫酸鋰溶液，然后離心分離出碳酸鋰和沉鋰母液，并對(duì)碳酸鋰用少量冷凝水淋洗；
7. 沉鋰母液又循環(huán)經(jīng)冷凍析鈉熱析后用于配碳酸鈉溶液，如此反復(fù)循環(huán)。
熱析碳酸鋰和硫酸鋰沉鋰碳酸鋰一起進(jìn)行烘干后得碳酸鋰產(chǎn)品360公斤，測(cè)得碳酸鋰產(chǎn)品Na+為0.017%， S042—為0. 054%。實(shí)施例2:
本實(shí)施例包括如下步驟
1. 將3500L沉鋰母液冷凍至6°C ，然后進(jìn)行離心分離出十水流酸鈉，得析鈉母液，測(cè)得析鈉母液S042—含量為58g/L;
2. 把析鈉母液進(jìn)行壓濾，除去固體渣滓；
3. 把過(guò)濾后的析鈉母液升溫至98°C，并保溫10分鐘，析出碳酸鋰。然后分離出碳酸鋰和熱析母液，并對(duì)碳酸鋰用少量冷凝水淋洗；
4. 取500公斤碳酸鈉充分溶解于1900L熱析母液中，然后過(guò)濾，得碳酸鈉溶液2000L，測(cè)得碳酸鈉溶液碳酸鈉濃度為260g/L;
5. 少量余出的熱析母液去浸出液凈化系統(tǒng)；
6. 把碳酸鈉溶液升溫到95°C，并保持95"C左右緩慢加入2400L含氧化鋰為58g/L的硫酸鋰溶液，然后離心分離出碳酸鋰和沉鋰母液，并對(duì)碳酸鋰用少量冷凝水淋洗；7.沉鋰母液又循環(huán)經(jīng)冷凍析鈉熱析后用于配碳酸鈉溶液，反復(fù)循環(huán)。
熱析碳酸鋰和硫酸鋰沉鋰碳酸鋰一起進(jìn)行烘干后得碳酸鋰產(chǎn)品
319公斤，測(cè)得碳酸鋰產(chǎn)品Na+為0.018%, S0廣為0. 055%。實(shí)施例3:
本實(shí)施例包括如下步驟
1. 將3500L沉鋰母液冷凍至4°C ，然后進(jìn)行離心分離出十水流酸鈉，得析鈉母液，測(cè)得析鈉母液S042—含量為40g/L;
2. 把析鈉母液進(jìn)行壓濾，除去固體渣滓；
3. 把過(guò)濾后的析鈉母液升溫至IO(TC，并保溫5分鐘，析出碳酸鋰。然后分離出碳酸鋰和熱析母液，并對(duì)碳酸鋰用少量冷凝水淋洗；
4. 取450公斤碳酸鈉充分溶解于1900L熱析母液中，然后過(guò)濾，得碳酸鈉溶液2000L，測(cè)得碳酸鈉溶液碳酸鈉濃度為240g/L;
5. 少量余出的熱析母液去浸出液凈化系統(tǒng)；
6. 把碳酸鈉溶液升溫到IO(TC，并保持95-IO(TC緩慢加入2000L含氧化鋰為64g/L的硫酸鋰溶液，然后離心分離出碳酸鋰和沉鋰母液，并對(duì)碳酸鋰用少量冷凝水淋洗；
7. 沉鋰母液又循環(huán)經(jīng)冷凍析鈉熱析后用于配碳酸鈉溶液，反復(fù)循環(huán)。
熱析碳酸鋰和硫酸鋰沉鋰碳酸鋰一起進(jìn)行烘干后得碳酸鋰產(chǎn)品290公斤，測(cè)得碳酸鋰產(chǎn)品Na+為0.017%, S042—為0. 056%。
權(quán)利要求
1、一種將沉鋰母液循環(huán)用于配碳酸鈉溶液生產(chǎn)碳酸鋰的方法，其特征是依次包括下列步驟(1)沉鋰母液冷凍處理沉鋰母液通過(guò)冷凍降低溫度析出十水流酸鈉，然后離心分離為十水硫酸鈉和析鈉母液；(2)析鈉母液過(guò)濾處理析鈉母液進(jìn)行過(guò)濾處理除去固體雜質(zhì)，得析鈉母液凈化液；(3)析鈉母液凈化液進(jìn)行升溫析鋰析鈉母液凈化液經(jīng)升溫析出碳酸鋰，然后進(jìn)行固液分離得碳酸鋰和熱析母液；(4)熱析母液配制碳酸鈉溶液向熱析母液中投入碳酸鈉固體充分溶解后過(guò)濾，得碳酸鈉溶液；(5)碳酸鈉溶液與硫酸鋰溶液反應(yīng)沉鋰把硫酸鋰溶液加入到碳酸鈉溶液中反應(yīng)生成碳酸鋰，然后固液分離后得碳酸鋰和沉鋰母液，得到的沉鋰母液反復(fù)循環(huán)使用。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的將沉鋰母液循環(huán)用于配碳酸鈉溶液生產(chǎn)碳酸鋰的方法，其特征是步驟(4)中有配碳酸鈉溶液余出的析鈉母液回浸出液凈化系統(tǒng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的將沉鋰母液循環(huán)用于配碳酸鈉溶液生產(chǎn)碳酸鋰的方法，其特征是步驟(1)中沉鋰母液冷凍處理時(shí)的冷凍溫度為-5 6。C。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的將沉鋰母液循環(huán)用于配碳酸鈉溶液 生產(chǎn)碳酸鋰的方法，其特征是步驟(3)中析鈉母液凈化液升溫處理時(shí)的溫度為80-IO(TC ，并保溫5-30分鐘。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的將沉鋰母液循環(huán)用于配碳酸鈉溶液 生產(chǎn)碳酸鋰的方法，其特征是步驟(4)中向熱析母液中投入碳酸鈉 固體時(shí)，熱析母液的溫度為70-100°C，碳酸鈉溶液控制碳酸鈉濃度在 230 320g/L。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的將沉鋰母液循環(huán)用于配碳酸鈉溶液 生產(chǎn)碳酸鋰的方法，其特征是步驟(5)中硫酸鋰溶液加入到碳酸鈉 溶液中時(shí)，碳酸鈉溶液的溫度為90-10(TC。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種將沉鋰母液循環(huán)用于配碳酸鈉溶液生產(chǎn)碳酸鋰的方法，依次包括沉鋰母液冷凍處理、析鈉母液過(guò)濾處理、析鈉母液凈化液進(jìn)行升溫析鋰、熱析母液配制碳酸鈉溶液、碳酸鈉溶液與硫酸鋰溶液反應(yīng)沉鋰等步驟。本發(fā)明具有沉鋰率高、工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)品穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高、回收率高、碳酸鈉消耗低、能耗低、成本低的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C01D15/08GK101481125SQ20091002443
公開(kāi)日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2009年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月13日
發(fā)明者何國(guó)端, 強(qiáng) 李, 李南平, 葛建敏 申請(qǐng)人:海門(mén)容匯通用鋰業(yè)有限公司