[發明專利]從鋰輝石精礦制備碳酸鋰的系統

無效

• 申請號: 201210591327.1
• 申請日: 2012-12-29
• 公開（公告）號: CN103265057A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 冉建中;王魁珽;徐月和;周文龍;呂東;覃波
• 申請（專利權）人: 中國恩菲工程技術有限公司
• 主分類號: C01D15/08
• 分類號: C01D15/08
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 李志東

技術領域

本發明涉及碳酸鋰制備領域，具體地，涉及從鋰輝石精礦制備碳酸鋰的系統。

背景技術

碳酸鋰作為制備其他鋰鹽的主要原料，是一種重要的基礎鋰鹽，其長期用于煉鋁業、玻璃業和陶瓷業中，近年來又廣泛用于鋰離子電池和醫藥行業。隨著鋰離子電池行業的發展，碳酸鋰的用途越來越廣泛。例如，碳酸鋰可用于制造鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰等電極材料，也可用作充電鋰電池中的非水溶液電解質等。

目前制備碳酸鋰的主要方法是以鋰輝石為原料，通過硫酸法制備。硫酸法需要消耗大量的硫酸和堿，工藝流程長，對設備要求高，而且會污染環境等。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出成本低、污染小的從鋰輝石精礦制備碳酸鋰的系統。

根據本發明的一個方面，提供了一種從鋰輝石精礦制備碳酸鋰的系統，包括：焙燒裝置，所述焙燒裝置用于對所述鋰輝石精礦進行焙燒，以便獲得鋰輝石焙砂；磨礦裝置，所述磨礦裝置與所述焙燒裝置相連，并對所述鋰輝石焙砂進行磨礦處理，以得到鋰輝石礦粉；堿煮裝置，所述堿煮裝置與所述磨礦裝置相連，并且適于所述鋰輝石礦粉與碳酸鈉發生反應，得到的堿煮料為鋁硅酸鈉與碳酸鋰的混合物；碳化裝置，所述碳化裝置與堿煮裝置相連，并且適于碳酸鋰與二氧化碳和水反應生成含有碳酸氫鋰的混合物；以及熱解裝置，所述熱解裝置與所述碳化裝置相連，用于對碳酸氫鋰進行熱解處理，以得到碳酸鋰、二氧化碳和熱解母液。根據本發明實施例的從鋰輝石精礦制備碳酸鋰的系統，結構簡單，生產成本低，污染小，可以有效地用于生產碳酸鋰。

另外，根據本發明上述實施例的從鋰輝石精礦制備碳酸鋰的系統還可以具有如下附加的技術特征：

根據本發明的一個實施例，所述從鋰輝石精礦制備碳酸鋰的系統進一步包括脫硅裝置：所述脫硅裝置設置在所述堿煮裝置與所述碳化裝置之間，并且分別與所述堿煮裝置和所述碳化裝置相連，其中，所述脫硅裝置內設置有脫硅劑用于除去硅。根據本發明的一個實施例，所述脫硅劑為鋁酸鈉。需要說明的是，根據本發明的實施例，脫硅裝置與碳化裝置的先后順序并不受特別限制，也可以將脫硅裝置設置在碳化裝置之后，即在進行碳化處理之后，再進行脫硅處理。

根據本發明的一個實施例，所述從鋰輝石精礦制備碳酸鋰的系統進一步包括：除鈣裝置，所述除鈣裝置設置在所述碳化裝置與所述熱解裝置之間，分別與所述碳化裝置和所述熱解裝置相連，其中，所述除鈣裝置內設置有除鈣劑用于除去鈣。由此，可以將含有碳酸氫鋰的溶液中的可溶性碳酸氫鈣轉化為碳酸鈣沉淀，從而方便地除去鈣。

根據本發明的一個實施例，所述脫硅劑為鋁酸鈉。

根據本發明的一個實施例，所述除鈣劑為碳酸鋰。

根據本發明的一個實施例，所述熱解裝置設置有二氧化碳出口和熱解母液出口，所述二氧化碳出口和熱解母液出口分別與所述碳化裝置相連，用于將所述二氧化碳和熱解母液返回至所述碳化裝置中。由此，可以循環利用二氧化碳，并回收熱解母液中的碳酸鋰，從而提高碳酸鋰的利用率。

根據本發明的一個實施例，所述焙燒裝置用于在1100~1200攝氏度下對所述鋰輝石精礦進行焙燒0.5~2.5小時。由此，有效地將鋰輝石由α型轉變為β型，相應的，鋰輝石密度減小，從而使鋰輝石更容易與碳酸鈉發生復分解反應。

根據本發明的一個實施例，所述鋰輝石礦粉粒度小于75微米。由此，可以增大鋰輝石礦粉的比表面積，增大鋰輝石礦粉與其他反應原料的接觸面積，加快反應速度。

根據本發明的一個實施例，所述堿煮裝置為高壓浸出釜，所述高壓浸出釜內的壓力為14~18公斤壓力。

根據本發明的一個實施例，所述熱解處理是通過在常壓下煮沸0.5~1小時而進行的。

為了方便理解，本發明還提供了一種利用本發明上述系統從鋰輝石精礦制備碳酸鋰的方法，該包括以下步驟：將所述鋰輝石精礦供給到焙燒裝置，以便對所述鋰輝石精礦進行焙燒，以便獲得鋰輝石焙砂；將所述鋰輝石焙砂供給到磨礦裝置，以便對所述鋰輝石焙砂進行磨礦處理以得到鋰輝石粉末；將所述鋰輝石礦粉供給到堿煮裝置，以便使所述鋰輝石礦粉與碳酸鈉發生反應，以得到含有鋁硅酸鈉和碳酸鋰的混合物；將所述含有鋁硅酸鈉和碳酸鋰的混合物供給到碳化裝置，以便使碳酸鋰與二氧化碳和水反應生成含有碳酸氫鋰的混合物；以及將碳酸氫鋰供給到熱解裝置，以便對碳酸氫鋰進行熱解處理，以得到碳酸鋰、二氧化碳和熱解母液。根據本發明實施例的從鋰輝石精礦制備碳酸鋰的方法，工藝流程簡單，生產成本低，污染小。