專利名稱：一種電池級(jí)碳酸鋰母液處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰工業(yè)中母液的處理方法，特別是涉及一種電池級(jí)碳酸鋰母液處
理方法。
背景技術(shù)：
碳酸鋰是鋰的基礎(chǔ)性化合物，有多種工業(yè)用途，廣泛應(yīng)用于陶瓷、玻璃、原子能、航空航天、軍事工業(yè)和制冷、焊接、鋰合金、鋰電池、受控核聚變反應(yīng)堆、醫(yī)藥等領(lǐng)域。此外，碳酸鋰作為一種鋰的基礎(chǔ)原材料，可轉(zhuǎn)化成其它多種鋰化合物。電池級(jí)碳酸鋰主要用于生產(chǎn)鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰或鎳鈷錳酸鋰等鋰離子電池正極材料。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)鍵問題。液量不平衡，帶鋰的水量流失很多，鋰的流失也多；帶鋰的水量循環(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)鍵所在。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。改良后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，此法僅被個(gè)別企業(yè)采用。少數(shù)廠家采用的沉鋰母液處理方法是先冷卻析出硫酸鈉，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，剩余部分到礦浸鋰系統(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)路線而使鋰的損失增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足而完成的，本發(fā)明的目的是提供一種保證氯化鋰的品質(zhì)、形成封閉循環(huán)可以大大提高鋰的回收率，而且沒有工業(yè)三廢排放，達(dá)到清潔生產(chǎn)目的的電池級(jí)碳酸鋰母液處理方法。本發(fā)明的一種電池級(jí)碳酸鋰母液處理方法，包括以下工藝流程A.沉鋰母液酸化在沉鋰母液中加入鹽酸至母液pH值為1 3，攪拌15 25min，再加入液堿調(diào)節(jié)溶液至中性，攪拌15 25min，得到酸化母液；B.蒸發(fā)濃縮并析鈉將A步驟得到的酸化母液打入蒸發(fā)器內(nèi)，不斷蒸發(fā)不斷補(bǔ)加，同時(shí)邊蒸發(fā)邊測(cè)定蒸發(fā)器內(nèi)混合物的固液比，當(dāng)固液比為25 30%時(shí)，放出混合物并進(jìn)行甩水，使氯化鈉和氯化鋰溶液徹底分離，得到飽和氯化鈉和氯化鋰溶液，并將飽和氯化鈉溶液淋洗至少一次；C.沉鋰
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將B步驟所得的氯化鋰溶液打入反應(yīng)釜中，升溫至90 99°C (溫度低會(huì)影響鋰的收率；溫度高會(huì)造成冒槽，導(dǎo)致鋰的流失)后加入純堿溶液，純堿溶液加入量的計(jì)算公式為氯化鋰體積X氯化鋰濃度+85X106 + 230X1. 05，其中，氯化鋰體積單位立方米，濃度單位g/l，計(jì)算后的單位立方米)，保持恒溫25 35min，甩水得到碳酸鋰濕料，至少淋洗一次后可得到工業(yè)級(jí)碳酸鋰；D.純堿溶解將C步驟所得的洗液打到純堿溶解槽中，并補(bǔ)加一部分水，開啟攪拌，向槽內(nèi)加入純堿，配制密度為1. 18 1. 19g/ml的純堿溶液，如果密度低就補(bǔ)加純堿，如果密度高就補(bǔ)加C步驟中的洗液或水，經(jīng)過壓濾，循環(huán)壓濾清亮后，進(jìn)入純堿溶解貯槽備用，此時(shí)純堿濃度約為230g/l ；E.循環(huán)將B步驟和C步驟甩水和淋洗得到的液體與沉鋰后的母液循環(huán)進(jìn)行上述A D步
馬聚ο本發(fā)明的一種電池級(jí)碳酸鋰母液處理方法，由于其通過上述母液酸化、蒸發(fā)濃縮并析鈉和沉鋰以及循環(huán)步驟后，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，其具有的優(yōu)點(diǎn)是蒸發(fā)濃縮并析鈉的過程中有大量的氯化鈉析出，從而保證了氯化鋰的質(zhì)量，而沉鋰后母液和洗液反復(fù)進(jìn)行 A D步驟，形成封閉循環(huán)，這樣可以大大提高工業(yè)級(jí)碳酸鋰的產(chǎn)量，進(jìn)而提高鋰的回收率， 同時(shí)在處理碳酸鋰母液的同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生工業(yè)廢水、廢料和廢氣，達(dá)到清潔生產(chǎn)的目的，符合節(jié)能減排的要求。


圖1本發(fā)明一種電池級(jí)碳酸鋰母液的處理方法工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明一種電池級(jí)碳酸鋰母液處理方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明一種電池級(jí)碳酸鋰母液的處理方法，包括以下工藝流程A.沉鋰母液酸化在沉鋰母液中加入鹽酸至母液pH值為1 3，攪拌15 25min，再加入液堿調(diào)節(jié)溶液至中性，攪拌15 25min，得到酸化母液；B.蒸發(fā)濃縮并析鈉將A步驟得到的酸化母液打入蒸發(fā)器內(nèi)，不斷蒸發(fā)不斷補(bǔ)加，同時(shí)邊蒸發(fā)邊測(cè)定蒸發(fā)器內(nèi)混合物的固液比，當(dāng)固液比為25 30%時(shí)，放出混合物并進(jìn)行甩水，使氯化鈉和氯化鋰溶液徹底分離，得到飽和氯化鈉和氯化鋰溶液，并將飽和氯化鈉溶液淋洗至少一次；C.沉鋰將B步驟所得的氯化鋰溶液打入反應(yīng)釜中，升溫至90 99°C (溫度低會(huì)影響鋰的收率；溫度高會(huì)造成冒槽，導(dǎo)致鋰的流失)后加入純堿溶液，純堿溶液加入量的計(jì)算公式為氯化鋰體積X氯化鋰濃度+85X106 + 230X1. 05，其中，氯化鋰體積單位立方米，濃度單位g/l，計(jì)算后的單位立方米)，保持恒溫25 35min，甩水得到碳酸鋰濕料，至少淋洗一次后可得到工業(yè)級(jí)碳酸鋰；D.純堿溶解將C步驟所得的洗液打到純堿溶解槽中，并補(bǔ)加一部分水，開啟攪拌，向槽內(nèi)加入純堿，配制密度為1. 18 1. 19g/ml的純堿溶液，如果密度低就補(bǔ)加純堿，如果密度高就補(bǔ)加C步驟中的洗液或水，經(jīng)過壓濾，循環(huán)壓濾清亮后，進(jìn)入純堿溶解貯槽備用，此時(shí)純堿濃度約為230g/l ；E.循環(huán)將B步驟和C步驟甩水和淋洗得到的液體與沉鋰后的母液循環(huán)進(jìn)行上述A D步驟。其中，pH值最佳是2 3，pH值過低即低于1會(huì)浪費(fèi)較多的鹽酸和液堿，pH值過高如大于3則會(huì)使得反應(yīng)不充分，造成鋰收率低。具體分析A步驟中的反應(yīng)式為L(zhǎng)i++Cr = LiClNa++CF = NaClC步驟中的反應(yīng)式為2Li.+C0: = Li2CO3本發(fā)明的一種電池級(jí)碳酸鋰母液處理方法，還可以是在B步驟中，使用飽和氯化鈉溶液淋洗氯化鈉固體三次，每次用水量等同于氯化鈉的重量，母液和洗液放在一起。淋洗三次的優(yōu)點(diǎn)是淋洗更充分。當(dāng)然還可以是C步驟沉鋰為將B步驟所得的氯化鋰溶液打入反應(yīng)釜中，升溫至90 99°C后加入純堿溶液，純堿溶液加入量的計(jì)算公式為氯化鋰體積X氯化鋰濃度+85X106 + 230X1. 05，其中，氯化鋰體積單位立方米，濃度單位g/l，計(jì)算后的單位 立方米，恒溫25 35min，甩水得到碳酸鋰濕料，用純水淋洗兩次后可得到工業(yè)級(jí)碳酸鋰， 每次用水量等于碳酸鋰的重量，然后母液和洗液分開。優(yōu)點(diǎn)是充分淋洗。另外，所述A步驟中的鹽酸濃度為25 % 35 %，所述液堿濃度為25 % 35 % mol/ L，所述純堿的濃度為220 MOg/Ι。更進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案為所述鹽酸濃度為30%，液堿濃度為30%，純堿的濃度為230g/l。這樣的優(yōu)點(diǎn)是電池級(jí)碳酸鋰母液處理更有效，回收率更高。因?yàn)樵贏步驟中鹽酸和液堿是用來調(diào)節(jié)pH值，如果從效果上講，鹽酸和液堿是越濃越好，這樣可以減少蒸發(fā)量，但是工業(yè)用的鹽酸和液堿濃度比較固定；純堿的濃度是從工業(yè)生產(chǎn)的數(shù)據(jù)得來的，從鋰的收率上看，純堿越濃鋰的收率越高，但是純堿過濃，環(huán)境的溫度低會(huì)使純堿析出結(jié)晶，給生產(chǎn)帶來不便。實(shí)施例1 在1000L母液中，用濃度為35%鹽酸將母液調(diào)至pH = 1，攪拌20min，再用 1. 25mol/L的液堿NaOH調(diào)成中性，攪拌20min，酸化完成。向蒸發(fā)器內(nèi)打入酸化母液，不斷蒸發(fā)不斷補(bǔ)料，待固液比約為25%時(shí)，放料、甩水，將氯化鈉和氯化鋰溶液分離，并將飽和的氯化鈉溶液淋洗一次。向反應(yīng)釜內(nèi)打入氯化鋰溶液，再按計(jì)算量加入0.9mol/L的純堿溶液 (計(jì)算公式為氯化鋰體積X氯化鋰濃度+85X106 + 230X1. 05(單位L))，加料過程中保持溫度90 95°C，加完后，恒溫30min后甩水。得到的碳酸鋰產(chǎn)品烘干粉碎后包裝。沉鋰后的母液和洗液再進(jìn)入到酸化蒸發(fā)沉鋰階段，如此反復(fù)循環(huán)。產(chǎn)品碳酸鋰中的雜質(zhì)成分如表1 表1產(chǎn)品碳酸鋰中雜質(zhì)成分含量(單位％ )
權(quán)利要求
1.一種電池級(jí)碳酸鋰母液處理方法，其特征包括以下工藝流程A.沉鋰母液酸化在沉鋰母液中加入鹽酸至母液PH值為1 3，攪拌15 25min，再加入液堿調(diào)節(jié)溶液至中性，攪拌15 25min，得到酸化母液；B.蒸發(fā)濃縮并析鈉將A步驟得到的酸化母液打入蒸發(fā)器內(nèi)，不斷蒸發(fā)不斷補(bǔ)加，同時(shí)邊蒸發(fā)邊測(cè)定蒸發(fā)器內(nèi)混合物的固液比，當(dāng)固液比為25 30%時(shí)，放出混合物并進(jìn)行甩水，使氯化鈉和氯化鋰溶液徹底分離，得到飽和氯化鈉和氯化鋰溶液，并將飽和氯化鈉溶液淋洗至少一次；C.沉鋰將B步驟所得的氯化鋰溶液打入反應(yīng)釜中，升溫至90 99°C后加入純堿溶液，純堿溶液加入量的計(jì)算公式為氯化鋰體積X氯化鋰濃度+85X106 + 230X1. 05，其中，氯化鋰體積單位立方米，濃度單位g/l，計(jì)算后的單位立方米，保持恒溫25 35min，甩水得到碳酸鋰濕料，至少淋洗一次后可得到工業(yè)級(jí)碳酸鋰；D.純堿溶解將C步驟所得的洗液打到純堿溶解槽中，并補(bǔ)加一部分水，開啟攪拌，向槽內(nèi)加入純堿，配制密度為1. 18 1. 19g/ml的純堿溶液，如果密度低就補(bǔ)加純堿，如果密度高就補(bǔ)加 C步驟中的洗液或水，經(jīng)過壓濾，循環(huán)壓濾清亮后，進(jìn)入純堿溶解貯槽備用，此時(shí)純堿濃度約為 230g/l ；E.循環(huán)將B步驟和C步驟甩水和淋洗得到的液體與沉鋰后的母液循環(huán)進(jìn)行上述A D步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池級(jí)碳酸鋰母液處理方法，其特征在于在B步驟中， 使用飽和氯化鈉溶液淋洗氯化鈉固體三次，每次用水量等同于氯化鈉的重量，母液和洗液放在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電池級(jí)碳酸鋰母液處理方法，其特征在于C步驟沉鋰為將B步驟所得的氯化鋰溶液打入反應(yīng)釜中，升溫至90 99°C后加入純堿溶液，純堿溶液加入量的計(jì)算公式為氯化鋰體積X氯化鋰濃度+85X106 + 230X1. 05，其中，氯化鋰體積單位立方米，濃度單位g/l，計(jì)算后的單位立方米，恒溫25 35min，甩水得到碳酸鋰濕料，用純水淋洗兩次后可得到工業(yè)級(jí)碳酸鋰，每次用水量等于碳酸鋰的重量，然后母液和洗液分開。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電池級(jí)碳酸鋰母液處理方法，其特征在于所述A步驟為在沉鋰母液中加入鹽酸至母液PH值為1，攪拌20min，再加入液堿調(diào)節(jié)溶液至中性，攪拌20min，得到酸化母液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電池級(jí)碳酸鋰母液處理方法，其特征在于所述A步驟為在沉鋰母液中加入鹽酸至母液PH值為2，攪拌20min，再加入液堿調(diào)節(jié)溶液至中性，攪拌20min，得到酸化母液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電池級(jí)碳酸鋰母液處理方法，其特征在于所述A步驟為在沉鋰母液中加入鹽酸至母液PH值為3，攪拌20min，再加入液堿調(diào)節(jié)溶液至中性，攪拌20min，得到酸化母液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電池級(jí)碳酸鋰母液處理方法，其特征在于所述A步驟中的鹽酸濃度為25% 35%，所述液堿濃度為25% 35% mol/L，所述純堿的濃度為 220 M0g/1。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電池級(jí)碳酸鋰母液處理方法，其特征在于所述鹽酸濃度為30%，液堿濃度為30%，純堿的濃度為M0g/1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電池級(jí)碳酸鋰母液的處理方法，包括以下工藝流程A.沉鋰母液酸化；B.蒸發(fā)濃縮并析鈉；C.沉鋰；D.循環(huán)將B步驟甩水和C步驟淋洗得到的液體與沉鋰后的母液循環(huán)進(jìn)行上述A～C步驟。本發(fā)明一種電池級(jí)碳酸鋰母液的處理方法可以保證氯化鋰的品質(zhì)、形成的封閉循環(huán)可以大大提高鋰的回收率，而且沒有工業(yè)三廢排放，從而達(dá)到清潔生產(chǎn)的目的。
文檔編號(hào)C01D15/08GK102249471SQ20111012256
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月12日
發(fā)明者傅利華, 劉明, 朱實(shí)貴, 李良彬, 李芳芳, 熊訓(xùn)滿, 白有仙 申請(qǐng)人:江西贛鋒鋰業(yè)股份有限公司