一種制備氫氧化鋰的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種制備氫氧化鋰的系統(tǒng)，特別是，通過水熱法處理鋰云母礦，從而可得到較純氫氧化鋰。
【背景技術(shù)】
[0002]氫氧化鋰用作制取鋰離子電池的主要原料，也可生產(chǎn)鋰金屬，以加入到鋰合金中，改善合金的性能。
[0003]目前，生產(chǎn)氫氧化鋰的主要工藝路線是火法冶煉，主要缺點是工藝流程較長、所需設(shè)備較多、生產(chǎn)成本較高、存在一定污染。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種制備氫氧化鋰的系統(tǒng)，其工藝流程短、條件溫和、不需復雜的設(shè)備、氫氧化鋰產(chǎn)品純度較高、有效提高了鋰云母的分解率。
[0005]為此，本實用新型提供了一種制備氫氧化鋰的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:鋰云母礦漿配制裝置，其具有鋰云母礦加料器、注水口、熟石灰添加器、鋰云母混合礦漿出口 ；高壓水熱反應器，其位于鋰云母礦漿配制裝置的下游，具有鋰云母混合礦漿入口和氫氧化鋰料漿出口 ；過濾分離裝置，其位于高壓水熱反應器的下游，具有氫氧化鋰料漿入口、硅酸鈣濾餅出口、氫氧化鋰溶液出口 ；蒸發(fā)結(jié)晶裝置，其位于過濾分離裝置的下游，具有氫氧化鋰溶液入口、氫氧化鋰濕產(chǎn)品出口、結(jié)晶母液出口 ；以及低溫烘干裝置，其位于蒸發(fā)結(jié)晶裝置的下游，具有氫氧化鋰濕產(chǎn)品入口、氫氧化鋰產(chǎn)品出口。
[0006]優(yōu)選地，鋰云母礦漿配制裝置具有熟石灰漿加入器，該熟石灰漿加入器具有所述注水口和所述熟石灰添加器。
[0007]優(yōu)選地，鋰云母礦漿配制裝置具有鋰云母礦漿中鋰云母質(zhì)量濃度為40.5-43.5%的控制器.
[0008]優(yōu)選地，鋰云母礦漿配制裝置熟石灰與鋰云母的用量摩爾比為100-120%的控制器。
[0009]優(yōu)選地，結(jié)晶母液出口與母液循環(huán)次數(shù)判斷開關(guān)裝置連通，該母液循環(huán)次數(shù)判斷開關(guān)裝置與鋰云母混合礦漿配制裝置連通，也與鈉鹽站、鉀鹽站、銣鹽站和/或銫鹽站連通。
[0010]優(yōu)選地，硅酸鈣濾餅出口與堆放站連通。
[0011 ] 優(yōu)選地，高壓水熱反應器為不銹鋼高壓反應釜。
[0012]優(yōu)選地，高壓水熱反應器具有攪拌器。
[0013]優(yōu)選地，高壓水熱反應器具有水熱反應溫度為120_125°C的控制器，反應時間為4.0-4.5小時的控制器，和/或水熱反應過程中pH調(diào)整范圍為8.0-9.0的控制器。
[0014]優(yōu)選地，低溫烘干裝置具有低溫烘干溫度為100-120°C的控制器。
[0015]本實用新型的優(yōu)點是，工藝流程短、條件溫和、不需復雜的設(shè)備、氫氧化鋰產(chǎn)品純度較高、有效提高了鋰云母的分解率。
【附圖說明】
[0016]圖1為根據(jù)本實用新型的制備氫氧化鋰的工藝流程圖。
[0017]圖2為根據(jù)本實用新型的制備氫氧化鋰的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1-2所示，根據(jù)本實用新型的一個實施例，制備氫氧化鋰的系統(tǒng)包括:
[0019]鋰云母礦漿配制裝置10，其具有鋰云母礦加料器11、注水口 12、熟石灰添加器13、鋰云母混合礦漿出口 14 ;
[0020]高壓水熱反應器20，其位于鋰云母礦漿配制裝置10的下游，具有鋰云母混合礦漿入口 21和氫氧化鋰料漿出口 22 ；
[0021]過濾分離裝置30，其位于高壓水熱反應器20的下游，具有氫氧化鋰料漿入口 31、娃酸I丐濾餅出口 32、氫氧化鋰溶液出口 33 ；
[0022]蒸發(fā)結(jié)晶裝置40，其位于過濾分離裝置30的下游，具有氫氧化鋰溶液入口 41、氫氧化鋰濕產(chǎn)品出口 42、結(jié)晶母液出口 43 ;以及
[0023]低溫烘干裝置50，其位于蒸發(fā)結(jié)晶裝置40的下游，具有氫氧化鋰濕產(chǎn)品入口 51、氫氧化鋰產(chǎn)品出口 52。
[0024]鋰云母礦漿配制裝置10具有熟石灰漿加入器15，該熟石灰漿加入器15具有所述注水口 12和所述熟石灰添加器13 ;鋰云母礦漿配制裝置10具有鋰云母礦漿中鋰云母質(zhì)量濃度為40.5-43.5%的控制器16 ;熟石灰與鋰云母的用量摩爾比為100-120%的控制器17。
[0025]結(jié)晶母液出口 43與母液循環(huán)次數(shù)判斷裝置連通，該母液循環(huán)次數(shù)判斷裝置與鋰云母混合礦漿配制裝置10連通，也與鈉鹽站44、鉀鹽站45、銣鹽站46和/或銫鹽站47連通;和/或
[0026]硅酸鈣濾餅出口 32與堆放站連通60。
[0027]高壓水熱反應器20為不銹鋼高壓反應釜；高壓水熱反應器20具有攪拌器23 ;高壓水熱反應器20具有水熱反應溫度為120-125°C的控制器24，反應時間為4.0-4.5小時的控制器25，和/或水熱反應過程中pH調(diào)整范圍為8.0-9.0的控制器26 ;低溫烘干裝置50具有低溫烘干的溫度為100-120°C的控制器53。
[0028]圖1示出的制備氫氧化鋰的工藝流程包括:在鋰云母礦中注入水、添加熟石灰，形成混合礦漿；對混合礦漿進行高壓水熱反應，然后進行過濾分離；對高壓水熱反應物進行過濾分離，得到氫氧化鋰溶液和濾餅；對氫氧化鋰溶液蒸發(fā)結(jié)晶，母液循環(huán)至混合礦漿，并且高效利用，生產(chǎn)鈉鹽、鉀鹽、銣鹽、銫鹽；濾餅中的硅酸鈣濾餅、堆放。
[0029]根據(jù)本實用新型提供的一種制備氫氧化鋰的方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0030](I)鋰云母礦漿配制:調(diào)鋰云母礦漿，并向礦漿中加入熟石灰漿；
[0031](2)高壓反應:將鋰云母和熟石灰混合漿置于不銹鋼高壓反應釜中，在一定的反應溫度及強烈攪拌的條件下，進行水熱反應，水熱反應一定時間后，得到氫氧化鋰料漿；
[0032](3)過濾分離:過濾分離料漿得到硅酸鈣濾餅和氫氧化鋰溶液；
[0033](4)氫氧化鋰溶液蒸發(fā)結(jié)晶:將氫氧化鋰溶液進行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、離心分離、溫水洗滌處理，得到氫氧化鋰濕產(chǎn)品和結(jié)晶母液；
[0034](5)低溫烘干:氫氧化鋰濕產(chǎn)品在烘干爐里進行低溫烘干得到氫氧化鋰產(chǎn)品；
[0035](6)母液高效利用:將結(jié)晶母液進行高效分離得到鈉、鉀、銣、銫鹽。
[0036]特別是，鋰云母礦漿中鋰云母的質(zhì)量濃度范圍為40.5%?43.5% ;特別是，所述輔助材料為熟石灰；特別是，輔助材料熟石灰用量按化學方程計量摩爾比為鋰云母的100%?120% ;特別是，水熱反應過程中pH調(diào)整范圍為8.0?9.0 ;特別是，反應溫度為120?125°C，水熱反應時間為4.0?4.5小時；特別是，低溫烘干的溫度為100?120°C。
[0037]實施本實用新型的方法包括如下步驟:
[0038]鋰云母礦漿配制，形成鋰云母礦、水、熟石灰的混合礦漿；
[0039]高壓反應，將混合礦漿置于高壓水熱反應器中進行水熱反應，得到氫氧化鋰料漿；
[0040]過濾分離，對高壓水熱反應后的料漿進行過濾分離，得到硅酸鈣濾餅和氫氧化鋰溶液；
[0041]蒸發(fā)結(jié)晶，對氫氧化鋰溶液進行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、離心分離、溫水洗滌處理，得到氫氧化鋰濕產(chǎn)品和結(jié)晶母液；以及
[0042]低溫烘干，對氫氧化鋰濕產(chǎn)品在烘干爐里進行低溫烘干，得到氫氧化鋰產(chǎn)品。
[0043]優(yōu)選地，鋰云母礦漿配制時，向鋰云母礦漿中加入熟石灰漿，或向鋰云母礦中注水，并且添加熟石灰:和/或鋰云母礦漿中鋰云母的質(zhì)量濃度范圍為40.5-43.5%。
[0044]優(yōu)選地，高壓水熱反應器為不銹鋼高壓反應釜。
[0045]優(yōu)選地，水熱反應溫度為120_125°C ;反應時間為4.0-4.5小時；水熱反應過程中PH調(diào)整范圍為8.0-9.0 ;和/或水熱反應過程中進行強烈攪拌。
[0046]優(yōu)選地，蒸發(fā)結(jié)晶中的前幾次母液(優(yōu)選一次母液、二次母液)循環(huán)至混合礦漿，之后的結(jié)晶母液(優(yōu)選第三次母液)作為終母液，進行分離利用，得到鈉鹽、鉀鹽、銣鹽、銫鹽；硅酸鈣濾餅堆放處理；和/或，蒸發(fā)結(jié)晶中的母液循環(huán)至混合礦漿。
[0047]優(yōu)選地，熟石灰與鋰云母的用量摩爾比為100-120% ;和/或低溫烘干的溫度為100-120。。。
【主權(quán)項】
1.一種制備氫氧化鋰的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:鋰云母礦漿配制裝置，其具有鋰云母礦加料器、注水口、熟石灰添加器、鋰云母混合礦漿出口 ；高壓水熱反應器，其位于鋰云母礦漿配制裝置的下游，具有鋰云母混合礦漿入口和氫氧化鋰料漿出口 ；過濾分離裝置，其位于高壓水熱反應器的下游，具有氫氧化鋰料楽入口、娃酸I丐濾餅出口、氫氧化鋰溶液出口 ；蒸發(fā)結(jié)晶裝置，其位于過濾分離裝置的下游，具有氫氧化鋰溶液入口、氫氧化鋰濕產(chǎn)品出口、結(jié)晶母液出口 ；以及低溫烘干裝置，其位于蒸發(fā)結(jié)晶裝置的下游，具有氫氧化鋰濕產(chǎn)品入口、氫氧化鋰產(chǎn)品出口。2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，鋰云母礦漿配制裝置具有熟石灰漿加入器，該熟石灰漿加入器具有所述注水口和所述熟石灰添加器。3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，結(jié)晶母液出口與母液循環(huán)次數(shù)判斷開關(guān)裝置連通，該母液循環(huán)次數(shù)判斷開關(guān)裝置與鋰云母混合礦漿配制裝置連通，也與鈉鹽站、鉀鹽站、銣鹽站和/或銫鹽站連通。4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，硅酸鈣濾餅出口與堆放站連通。5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，高壓水熱反應器為不銹鋼高壓反應釜。6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，高壓水熱反應器具有攪拌器。7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，高壓水熱反應器具有水熱反應溫度為120-125°C的控制器，反應時間為4.0-4.5小時的控制器，和/或水熱反應過程中pH調(diào)整范圍為8.0-9.0的控制器。8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，低溫烘干裝置具有低溫烘干溫度為100-120°C的控制器。
【專利摘要】一種制備氫氧化鋰的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：鋰云母礦漿配制裝置，其具有鋰云母礦加料器、注水口、熟石灰添加器、鋰云母混合礦漿出口；高壓水熱反應器，其位于鋰云母礦漿配制裝置的下游，具有鋰云母混合礦漿入口和氫氧化鋰料漿出口；過濾分離裝置，其位于高壓水熱反應器的下游，具有氫氧化鋰料漿入口、硅酸鈣濾餅出口、氫氧化鋰溶液出口；蒸發(fā)結(jié)晶裝置，其位于過濾分離裝置的下游，具有氫氧化鋰溶液入口、氫氧化鋰濕產(chǎn)品出口、結(jié)晶母液出口；以及低溫烘干裝置，其位于蒸發(fā)結(jié)晶裝置的下游，具有氫氧化鋰濕產(chǎn)品入口、氫氧化鋰產(chǎn)品出口。本實用新型工藝流程短，條件溫和，不需復雜的設(shè)備，氫氧化鋰產(chǎn)品純度較高，有效提高了鋰云母的分解率。
【IPC分類】C01D15/02
【公開號】CN204897435
【申請?zhí)枴緾N201520346700
【發(fā)明人】戴征文
【申請人】江西稀有金屬鎢業(yè)控股集團有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年5月26日