[發(fā)明專利]一種碳酸鋰生產中沉鋰母液閉環(huán)回收的方法

在審

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• 申請日: 2015-10-30
• 公開（公告）號: CN105347364A
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發(fā)明（設計）人: 柯曾鵬;王文海;楊志國;邢紅;陳維平;李輝林;薛民權;丁志海;毛新宇
• 申請（專利權）人: 華陸工程科技有限責任公司;青海鹽湖佛照藍科鋰業(yè)股份有限公司
• 主分類號: C01D15/08
• 分類號: C01D15/08
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司 61100
• 代理人: 佘文英

技術領域

本發(fā)明涉及一種碳酸鋰生產過程中沉鋰母液中鋰元素回收利用的方法。

背景介紹

鋰是一種重要的戰(zhàn)略資源，主要以固體礦物和液體礦物兩種形式存在于自然界中，其中鹽湖鹵水鋰資源占世界儲量約70％。

從鹽湖鹵水中提取鋰的方法主要由沉淀法、萃取法、離子交換吸附法、煅燒浸取法以及電滲析法。其中吸附法提取鹽湖鹵水中的氯化鋰用來制備碳酸鋰作為一種低成本、對環(huán)境友好的綠色工藝路線，應用前景十分看好。

吸附法提取鹵水中氯化鋰生產碳酸鋰的過程中，沉鋰反應完后沉鋰母液中含相當一部分鋰元素，若當污水處理，對環(huán)境造成巨大影響的同時，致使碳酸鋰生產過程中鋰損失較多，解決沉鋰母液問題是大規(guī)模、連續(xù)化生產碳酸鋰產品工藝技術的關鍵環(huán)節(jié)。

目前沉鋰母液處理的傳統(tǒng)方法是：

1)采用將氟化氫加入至沉鋰母液中生產氟化鋰，提鋰率只有70％左右，且提鋰母液中含有大量氟離子，對環(huán)境造成很大的壓力；

2)制備電池級磷酸二氫鋰：專利CN102351160B提出，經過初步提鋰、深度提鋰，再加磷酸生成磷酸二氫鋰溶液，經過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、離心分離、飽和洗滌和烘干，得到磷酸二氫鋰。該方法工藝復雜，能耗較大，多為碳酸鋰生產過程中的副產品。

若將沉鋰母液直接返回系統(tǒng)進行循環(huán)使用：由于目前沉鋰反應過程中均加入純堿作為碳化劑進行沉鋰，沉鋰母液中含有相當量的鈉離子、氯離子以及碳酸根離子，長期如此使用必然造成整個系統(tǒng)中的鈉離子、氯離子、碳酸根富集，特別是沉鋰過程加入的碳酸鈉中的鈉離子沒有系統(tǒng)出口，最終使得沉鋰反應處于氯化鈉大量存在環(huán)境下進行，造成產品碳酸鋰中鈉離子和氯離子超標，不能滿足生產需要；同時由于碳酸根離子的富集，使得碳酸鋰在進入反應器前(鹽田中沉積或強效蒸發(fā)同氯化鈉等共同析出)生成的可能性大大增加，造成目標產品碳酸鋰的巨大損失。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種碳酸鋰生產中沉鋰母液閉環(huán)回收的方法，該方法提高碳酸鋰生產過程中沉鋰反應工序鋰的收率的同時，提高產品碳酸鋰的質量，同時沉鋰母液能夠完全閉環(huán)回收，整個沉鋰過程無鋰損失。

本發(fā)明的技術方案是：一種碳酸鋰生產中沉鋰母液閉環(huán)回收的方法，其特征在于：包括碳化沉鋰、除碳酸根、除氯化鈉、合格母液循環(huán)回系統(tǒng)工序，具體按以下步驟實施：

1)碳化沉鋰：利用高純碳酸鈉溶液同滿足工藝要求進料的氯化鋰溶液在反應結晶器中進行攪拌混合反應，反應溫度控制在20～100℃，壓力0.01MPa～0.3MPa，反應后的漿料經過過濾、工藝水1～5次洗滌、溫度在100～350℃溫度范圍內干燥后得到產品碳酸鋰；濾液為沉鋰母液；

2)除碳酸根：向沉鋰母液中加入鹽酸，控制母液的PH值在3.5～6.5范圍內，加入鹽酸的氯離子的摩爾量為溶液中碳酸根離子的摩爾量的1.1～3.0倍，通過攪拌、加熱、自然蒸發(fā)、抽真空等方式使得溶液中生成的二氧化碳盡快排出系統(tǒng)，達到除去碳酸根的目的；

3)除氯化鈉：將加酸除碳酸根后的母液通過自然蒸發(fā)或強制蒸發(fā)濃縮，使得系統(tǒng)中的氯化鈉達到飽和結晶析出系統(tǒng)得到高純母液，從而達到凈化除去氯化鈉的目的，使得返回沉鋰母液中的氯化鈉含量得到穩(wěn)定的控制；

4)合格母液循環(huán)回系統(tǒng)：將除去碳酸根和氯化鈉的高純母液經過再次自然或強效蒸發(fā)濃縮提濃，滿足工藝要求經泵加壓后返回至沉鋰反應結晶器進行循環(huán)使用。

本發(fā)明整個過程無含鋰介質直接排放，達到母液無鋰損閉環(huán)穩(wěn)定運行，同時系統(tǒng)易于控制，每個雜質均有出口，除雜穩(wěn)定，從而提升產品的質量。

本發(fā)明通過對沉鋰母液中影響其返回系統(tǒng)循環(huán)使用的每個雜質進行去除，使得母液能夠循環(huán)返回系統(tǒng)達到閉環(huán)使用，最終提高沉鋰反應工序鋰的收率，避免了傳統(tǒng)工藝流程中的鋰損，同時將沉鋰反應環(huán)境的雜質濃度能夠穩(wěn)定控制在一個范圍內，進而提高了產品的品質。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。

具體實施方式

本發(fā)明一種碳酸鋰生產中沉鋰母液閉環(huán)回收的方法，包括碳化沉鋰、除碳酸根、除氯化鈉、合格母液循環(huán)回系統(tǒng)工序，對沉鋰母液加入鹽酸溶液，使得沉鋰母液中的碳酸根與酸發(fā)生反應，將溶液中的碳酸根轉化為二氧化碳排出系統(tǒng)；將除碳后的母液采用自然或者強效蒸發(fā)濃縮處理，使得母液中的氯化鈉在濃縮的過程中結晶析出系統(tǒng)外，達到除氯化鈉的目的，使得返回母液中的氯化鈉得到穩(wěn)定的控制；將除碳酸根和氯化鈉的母液經泵加壓循環(huán)返回至碳酸鋰沉鋰工序，使得沉鋰母液中的鋰元素能夠閉環(huán)循環(huán)進行使用。

如圖1所示，本發(fā)明具體按以下步驟實施：