CN105129826A - 一种从医药及合成塑料含锂废液中回收利用锂的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从医药及合成塑料含锂废液中回收利用锂的工艺方法，包括以下步骤：（1）原料来源；（2）蒸发浓缩，得湿碳酸锂粗品；（3）干燥；（4）焙烧得粉状碳酸锂粗品；（5）加水浆化，通入CO2酸化；（6）树脂净化，得碳酸氢锂净化液；（7）加热分解，洗涤分离得湿碳酸锂纯品；（8）干燥可得粉状碳酸锂纯品，或经过盐酸酸化转型，浓缩结晶干燥可得粉状氯化锂纯品，本发明工艺过程简单、回收率高、成本可控，易于产业化推广应用；回收再生利用医药及合成塑料行业的含锂废液资源，节约了国家宝贵的稀有资源。
Description
技术领域
本发明涉及国家稀缺资源循环再生利用领域，具体是一种从医药及合成塑料含锂废液中回收利用锂的工艺方法。
背景技术
金属锂、正丁基锂、氯化锂、碳酸锂及其它部分含锂化合物在医药及合成塑料领域的使用已有很长的历史，因锂具有的独特催化性质，使得在医药及合成塑料中间体合成过程中，含锂化合物得以广泛应用，但随着中间体合成过程的完结，含锂化合物的催化特性也终结，最终含锂化合物与中间体分离，以废液形式流入排污处理系统，若不运用合理的技术对含锂废液进行规范处理将严重危害人类居住环境，并浪费大量稀有锂资源。上述废液一般有两种存在形式，第一种形式是PH=1-6之间，锂以氯化锂形式存在，锂浓度为2-5g/l，废液中含有醇类化合物，以含甲醇、乙醇最为常见；第二种形式是PH=8-10之间，锂以络合物形式存在，锂浓度为5-10g/l，废液中含有胺类化合物，以丙胺最为常见。目前对上述含锂废液的回收处理还处于研究阶段，如何开发一套对环境友好、成本可控、工艺简单易行的锂回收方法势在必行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种从医药及合成塑料含锂废液中回收利用锂的工艺方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种从医药及合成塑料含锂废液中回收利用锂的工艺方法，包括以下步骤：
（1）原料来源：原料一是废液pH为1-6之间，锂以氯化锂形式存在，锂浓度为2-5g/l，废液中含有醇类化合物；原料二是废液pH为8-10之间，锂以络合物形式存在，锂浓度为5-10g/l，废液中含有胺类化合物；
（2）将所述原料一先经过蒸发浓缩，通过蒸馏回收部分醇类化合物，同时将废液中的锂含量浓缩富集到5-10g/l之间；后向富集后的含锂废液加碱调pH值到8-10，后引入适量的CO3 2-使得原料一中锂转化为不纯净的碳酸锂沉淀，原料二引入适量的CO3 2-使得原料二中锂转化为不纯净的碳酸锂沉淀；
（3）将步骤（2）中所述原料一及原料二中的锂转化成不纯净的碳酸锂沉淀后，使用压滤机过滤，锂以湿碳酸锂粗品形式从医药及合成塑料含锂废液中分离出来；湿碳酸锂粗品中，其中碳酸锂的含量为55-65%，水分含量为30-40%，醇类或胺类有机物含量为4-6%；锂回收率大于85%；
（4）将步骤（3）中得到的湿碳酸锂粗品，在60-80℃下通过回转窑干燥脱水，得到干碳酸锂粗品，碳酸锂含量为85-90%，水分含量为4-6%，醇类或胺类有机物含量为4-6%；
（5）将步骤（4）中得到的干碳酸锂粗品在300-600℃下焙烧1-3h，所述干碳酸锂粗品中的碳酸锂以粉状碳酸锂粗品形式被分离出来，而水分及醇类或胺类化合物以蒸汽挥发物形式被分离集中收集处理；
（6）将步骤（5）得到的水分及醇类或胺类蒸汽挥发物通入高温气氛焚烧炉中，在900-1200℃下燃烧，使得醇类或胺类挥发物形成稳定氧化物形态；
（7）将步骤（6）中通过高温气氛焚烧炉处理后的醇类或胺类稳定氧化物用水膜吸收，再经过净化处理，达到对环境无害化的处理效果；
（8）将步骤（5）中得到的粉状碳酸锂粗品，加入适量水浆化，通入二氧化碳酸化，粉状碳酸锂粗品转化为不纯净的碳酸氢锂溶液；
（9）将步骤（8）中得到的不纯净碳酸氢锂溶液通入树脂床进行深度进化，得碳酸氢锂净化液；
（10）将步骤（9）中得到的碳酸氢锂净化液在80-100℃加热分解，碳酸氢锂转化为纯净的碳酸锂沉淀经过离心机被分离出来，经过三次洗涤从而得到湿碳酸锂纯品；
（11）通过将步骤（10）中得到的碳酸锂经过干燥得到粉状碳酸锂纯品，或通过将步骤（10）中得到的湿碳酸锂纯品经过盐酸酸化，后浓缩结晶分离、干燥得到粉状的氯化锂纯品。
作为本发明进一步的方案：所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、氨水中的一种或多种混合。
作为本发明再进一步的方案：所述CO3 2-为二氧化碳、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢铵中的一种或多种混合。
作为本发明再进一步的方案：所述树脂为大孔径的阴离子阳离子混合树脂或螯合树脂中的一种。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：锂及锂化合物产品被广泛应用于医药及合成塑料领域，其产生的含锂废液量巨大，直接排放污染环境，浪费稀有资源，解决了资源节约、环境友好的难题；本发明工艺过程简单、回收率高、成本可控，易于产业化推广应用；回收再生利用医药及合成塑料行业的含锂废液资源，节约了国家宝贵的稀有资源，发展了循环经济。
附图说明
图1为从医药及合成塑料含锂废液中回收利用锂的工艺方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例中，一种从医药及合成塑料含锂废液中回收利用锂的工艺方法，包括以下步骤：（1）原料来源：原料一是废液pH为1-6之间，锂以氯化锂形式存在，锂浓度为2-5g/l，废液中含有醇类化合物；原料二是废液pH为8-10之间，锂以络合物形式存在，锂浓度为5-10g/l，废液中含有胺类化合物；（2）原料一pH值1-6之间，锂含量2-5g/l，经过蒸发浓缩至锂含量5-10g/l后，加碱调整pH值到8-10之间，后引入CO3 2-将锂转化成碳酸锂沉淀分离出来得湿碳酸锂粗品；原料二pH8-10之间，锂含量5-10%之间，直接引入CO3 2-将锂转化成碳酸锂沉淀分离出来得湿碳酸锂粗品；（3）湿碳酸锂粗品在60-80℃下干燥得干碳酸锂粗品；（4）干碳酸锂粗品在300-600℃下焙烧得粉状碳酸锂粗品，焙烧挥发物在900-1200℃下燃烧后水膜吸收处理；（5）粉状碳酸锂粗品加水浆化后，通入CO2酸化，粉状碳酸锂粗品转化为不纯净的碳酸氢锂溶液；（6）不纯净的碳酸氢锂溶液通入树脂床净化，得碳酸氢锂净化液；（7）碳酸氢锂净化液加热分解，碳酸氢锂转化为碳酸锂沉淀，洗涤分离得湿碳酸锂纯品；（8）湿碳酸锂纯品经干燥可得粉状碳酸锂纯品，或将湿碳酸锂纯品经过盐酸酸化转型，浓缩结晶干燥可得粉状氯化锂纯品，可转入市场销售。
实施例一
医药及合成塑料含锂废液原料一中，含锂2.5g/l，pH值为3.6，经蒸发浓缩后，锂浓度变为9g/l，pH值变为2.4；加入氢氧化钠调整pH值到9.5；加入适量碳酸钠后过滤；滤渣在65℃下烘干；烘干后的滤渣在400℃下焙烧1.5h；焙烧挥发物通入焚烧炉在1100℃下燃烧处理；经400℃焙烧后的滤渣加水浆化，通入二氧化碳酸化；酸化液通入阴离子阳离子混合树脂床净化；净化液加热分解得碳酸锂沉淀，用纯水洗涤三次，离心分离，得湿碳酸锂纯品；烘干湿碳酸锂纯品，得粉状碳酸锂纯品，碳酸锂主含量为92.1%,检测达工业级一级品要求。
实施例二
医药及合成塑料含锂废液原料一中，含锂2g/l，pH值为4.2，经蒸发器浓缩后，锂浓度变为10g/l，pH值变为3.6；加入氢氧化钠与碳酸钠混合碱调整pH值到8.5；通入适量二氧化碳后过滤；滤渣在75℃下烘干；烘干后的滤渣在415℃下焙烧2h；焙烧挥发物通入焚烧炉在1050℃下燃烧处理；经415℃焙烧后的滤渣加水浆化，通入二氧化碳酸化；酸化液通入螯合树脂床净化；净化液加热分解得碳酸锂沉淀，用纯水洗涤三次，离心分离，得湿碳酸锂纯品；烘干湿碳酸锂纯品，得粉状碳酸锂纯品，碳酸锂主含量为93.2%,检测达工业级一级品要求。
实施例三
医药及合成塑料含锂废液原料二中，含锂8.5g/l，pH值为8.8，加入适量碳酸钠后过滤；滤渣在60℃下烘干；烘干后的滤渣在450℃下焙烧1.5h；焙烧挥发物通入焚烧炉在1150℃下燃烧处理；经450℃焙烧后的滤渣加水浆化，通入二氧化碳酸化；酸化液通入螯合树脂床净化；净化液加热分解得碳酸锂沉淀，用纯水洗涤三次，离心分离，得湿碳酸锂纯品；湿碳酸锂纯品加入盐酸酸化，经浓缩结晶分离，烘干得粉状无水氯化锂纯品，氯化锂主含量为99.2%,检测达工业级要求。
实施例四
医药及合成塑料含锂废液原料二中，含锂9.5g/l，pH值为9.2，通入适量二氧化碳后过滤；滤渣在63℃下烘干；烘干后的滤渣在480℃下焙烧1.5h；焙烧挥发物通入焚烧炉在1130℃下燃烧处理；经480℃焙烧后的滤渣加水浆化，通入二氧化碳酸化；酸化液通入阴离子阳离子混合树脂床净化；净化液加热分解得碳酸锂沉淀，用纯水洗涤三次，离心分离，得湿碳酸锂纯品；湿碳酸锂纯品加入盐酸酸化，经浓缩结晶分离，烘干得粉状无水氯化锂纯品，氯化锂主含量为99.3%,检测达工业级要求。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.一种从医药及合成塑料含锂废液中回收利用锂的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）原料来源：原料一是废液pH为1-6之间，锂以氯化锂形式存在，锂浓度为2-5g/l，废液中含有醇类化合物；原料二是废液pH为8-10之间，锂以络合物形式存在，锂浓度为5-10g/l，废液中含有胺类化合物；
（2）将所述原料一先经过蒸发浓缩，通过蒸馏回收部分醇类化合物，同时将废液中的锂含量浓缩富集到5-10g/l之间；后向富集后的含锂废液加碱调pH值到8-10，后引入适量的CO3 2-使得原料一中锂转化为不纯净的碳酸锂沉淀，原料二引入适量的CO3 2-使得原料二中锂转化为不纯净的碳酸锂沉淀；
（3）将步骤（2）中所述原料一及原料二中的锂转化成不纯净的碳酸锂沉淀后，使用压滤机过滤，锂以湿碳酸锂粗品形式从医药及合成塑料含锂废液中分离出来；湿碳酸锂粗品中，其中碳酸锂的含量为55-65%，水分含量为30-40%，醇类或胺类有机物含量为4-6%；锂回收率大于85%；
（4）将步骤（3）中得到的湿碳酸锂粗品，在60-80℃下通过回转窑干燥脱水，得到干碳酸锂粗品，碳酸锂含量为85-90%，水分含量为4-6%，醇类或胺类有机物含量为4-6%；
（5）将步骤（4）中得到的干碳酸锂粗品在300-600℃下焙烧1-3h，所述干碳酸锂粗品中的碳酸锂以粉状碳酸锂粗品形式被分离出来，而水分及醇类或胺类化合物以蒸汽挥发物形式被分离集中收集处理；
（6）将步骤（5）得到的水分及醇类或胺类蒸汽挥发物通入高温气氛焚烧炉中，在900-1200℃下燃烧，使得醇类或胺类挥发物形成稳定氧化物形态；
（7）将步骤（6）中通过高温气氛焚烧炉处理后的醇类或胺类稳定氧化物用水膜吸收，再经过净化处理，达到对环境无害化的处理效果；
（8）将步骤（5）中得到的粉状碳酸锂粗品，加入适量水浆化，通入二氧化碳酸化，粉状碳酸锂粗品转化为不纯净的碳酸氢锂溶液；
（9）将步骤（8）中得到的不纯净碳酸氢锂溶液通入树脂床进行深度进化，得碳酸氢锂净化液；
（10）将步骤（9）中得到的碳酸氢锂净化液在80-100℃加热分解，碳酸氢锂转化为纯净的碳酸锂沉淀经过离心机被分离出来，经过三次洗涤从而得到湿碳酸锂纯品；
（11）通过将步骤（10）中得到的碳酸锂经过干燥得到粉状碳酸锂纯品，或通过将步骤（10）中得到的湿碳酸锂纯品经过盐酸酸化，后浓缩结晶分离、干燥得到粉状的氯化锂纯品。
2.根据权利要求1所述的从医药及合成塑料含锂废液中回收利用锂的工艺方法，其特征在于，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、氨水中的一种或多种混合。
3.根据权利要求1所述的从医药及合成塑料含锂废液中回收利用锂的工艺方法，其特征在于，所述CO3 2-为二氧化碳、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢铵中的一种或多种混合。
4.根据权利要求1所述的从医药及合成塑料含锂废液中回收利用锂的工艺方法，其特征在于，所述树脂为大孔径的阴离子阳离子混合树脂或螯合树脂中的一种。
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