CN105347364A - 一种碳酸锂生产中沉锂母液闭环回收的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碳酸锂生产中沉锂母液闭环回收的方法，包括碳化沉锂、除碳酸根、除氯化钠、合格母液循环回系统工序，对沉锂母液加入盐酸溶液，使得沉锂母液中的碳酸根与酸发生反应，将溶液中的碳酸根转化为二氧化碳排出系统；将除碳后的母液采用自然或者强效蒸发浓缩处理，使得母液中的氯化钠在浓缩的过程中结晶析出系统外，达到除氯化钠的目的，使得返回母液中的氯化钠得到稳定的控制；将除碳酸根和氯化钠的母液经泵加压循环返回至碳酸锂沉锂工序，使得沉锂母液中的锂元素能够闭环循环进行使用。该方法提高碳酸锂生产过程中沉锂反应工序锂的收率的同时，提高产品碳酸锂的质量，同时沉锂母液能够完全闭环回收，整个沉锂过程无锂损失。

Description

一种碳酸锂生产中沉锂母液闭环回收的方法

技术领域

本发明涉及一种碳酸锂生产过程中沉锂母液中锂元素回收利用的方法。

背景介绍

锂是一种重要的战略资源，主要以固体矿物和液体矿物两种形式存在于自然界中，其中盐湖卤水锂资源占世界储量约70％。

从盐湖卤水中提取锂的方法主要由沉淀法、萃取法、离子交换吸附法、煅烧浸取法以及电渗析法。其中吸附法提取盐湖卤水中的氯化锂用来制备碳酸锂作为一种低成本、对环境友好的绿色工艺路线，应用前景十分看好。

吸附法提取卤水中氯化锂生产碳酸锂的过程中，沉锂反应完后沉锂母液中含相当一部分锂元素，若当污水处理，对环境造成巨大影响的同时，致使碳酸锂生产过程中锂损失较多，解决沉锂母液问题是大规模、连续化生产碳酸锂产品工艺技术的关键环节。

目前沉锂母液处理的传统方法是：

1)采用将氟化氢加入至沉锂母液中生产氟化锂，提锂率只有70％左右，且提锂母液中含有大量氟离子，对环境造成很大的压力；

2)制备电池级磷酸二氢锂：专利CN102351160B提出，经过初步提锂、深度提锂，再加磷酸生成磷酸二氢锂溶液，经过蒸发浓缩、冷却结晶、离心分离、饱和洗涤和烘干，得到磷酸二氢锂。该方法工艺复杂，能耗较大，多为碳酸锂生产过程中的副产品。

若将沉锂母液直接返回系统进行循环使用：由于目前沉锂反应过程中均加入纯碱作为碳化剂进行沉锂，沉锂母液中含有相当量的钠离子、氯离子以及碳酸根离子，长期如此使用必然造成整个系统中的钠离子、氯离子、碳酸根富集，特别是沉锂过程加入的碳酸钠中的钠离子没有系统出口，最终使得沉锂反应处于氯化钠大量存在环境下进行，造成产品碳酸锂中钠离子和氯离子超标，不能满足生产需要；同时由于碳酸根离子的富集，使得碳酸锂在进入反应器前(盐田中沉积或强效蒸发同氯化钠等共同析出)生成的可能性大大增加，造成目标产品碳酸锂的巨大损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳酸锂生产中沉锂母液闭环回收的方法，该方法提高碳酸锂生产过程中沉锂反应工序锂的收率的同时，提高产品碳酸锂的质量，同时沉锂母液能够完全闭环回收，整个沉锂过程无锂损失。

本发明的技术方案是：一种碳酸锂生产中沉锂母液闭环回收的方法，其特征在于：包括碳化沉锂、除碳酸根、除氯化钠、合格母液循环回系统工序，具体按以下步骤实施：

1)碳化沉锂：利用高纯碳酸钠溶液同满足工艺要求进料的氯化锂溶液在反应结晶器中进行搅拌混合反应，反应温度控制在20～100℃，压力0.01MPa～0.3MPa，反应后的浆料经过过滤、工艺水1～5次洗涤、温度在100～350℃温度范围内干燥后得到产品碳酸锂；滤液为沉锂母液；

2)除碳酸根：向沉锂母液中加入盐酸，控制母液的PH值在3.5～6.5范围内，加入盐酸的氯离子的摩尔量为溶液中碳酸根离子的摩尔量的1.1～3.0倍，通过搅拌、加热、自然蒸发、抽真空等方式使得溶液中生成的二氧化碳尽快排出系统，达到除去碳酸根的目的；

3)除氯化钠：将加酸除碳酸根后的母液通过自然蒸发或强制蒸发浓缩，使得系统中的氯化钠达到饱和结晶析出系统得到高纯母液，从而达到净化除去氯化钠的目的，使得返回沉锂母液中的氯化钠含量得到稳定的控制；

4)合格母液循环回系统：将除去碳酸根和氯化钠的高纯母液经过再次自然或强效蒸发浓缩提浓，满足工艺要求经泵加压后返回至沉锂反应结晶器进行循环使用。

本发明整个过程无含锂介质直接排放，达到母液无锂损闭环稳定运行，同时系统易于控制，每个杂质均有出口，除杂稳定，从而提升产品的质量。

本发明通过对沉锂母液中影响其返回系统循环使用的每个杂质进行去除，使得母液能够循环返回系统达到闭环使用，最终提高沉锂反应工序锂的收率，避免了传统工艺流程中的锂损，同时将沉锂反应环境的杂质浓度能够稳定控制在一个范围内，进而提高了产品的品质。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

本发明一种碳酸锂生产中沉锂母液闭环回收的方法，包括碳化沉锂、除碳酸根、除氯化钠、合格母液循环回系统工序，对沉锂母液加入盐酸溶液，使得沉锂母液中的碳酸根与酸发生反应，将溶液中的碳酸根转化为二氧化碳排出系统；将除碳后的母液采用自然或者强效蒸发浓缩处理，使得母液中的氯化钠在浓缩的过程中结晶析出系统外，达到除氯化钠的目的，使得返回母液中的氯化钠得到稳定的控制；将除碳酸根和氯化钠的母液经泵加压循环返回至碳酸锂沉锂工序，使得沉锂母液中的锂元素能够闭环循环进行使用。

如图1所示，本发明具体按以下步骤实施：

1)碳化沉锂：利用高纯碳酸钠溶液同满足工艺要求进料的氯化锂溶液在反应结晶器中进行搅拌混合反应，反应温度控制在20～100℃，压力0.01MPa～0.3MPa，反应后的浆料经过过滤、工艺水1～5次洗涤、温度在100～350℃温度范围内干燥后得到产品碳酸锂；滤液为沉锂母液；

2)除碳酸根：向沉锂母液中加入盐酸，控制母液的PH值在3.5～6.5范围内，加入盐酸的氯离子的摩尔量为溶液中碳酸根离子的摩尔量的1.1～3.0倍，通过搅拌、加热、自然蒸发、抽真空等方式使得溶液中生成的二氧化碳尽快排出系统，达到除去碳酸根的目的；

3)除氯化钠：将加酸除碳酸根后的母液通过自然蒸发或强制蒸发浓缩，使得系统中的氯化钠达到饱和结晶析出系统得到高纯母液，从而达到净化除去氯化钠的目的，使得返回沉锂母液中的氯化钠含量得到稳定的控制；

4)合格母液循环回系统：将除去碳酸根和氯化钠的高纯母液经过再次自然或强效蒸发浓缩提浓，满足工艺要求经泵加压后返回至沉锂反应结晶器进行循环使用。

Claims (1)

1.一种碳酸锂生产中沉锂母液闭环回收的方法，其特征在于：包括碳化沉锂、除碳酸根、除氯化钠、合格母液循环回系统工序，具体按以下步骤实施：

步骤1)碳化沉锂：利用高纯碳酸钠溶液同满足工艺要求进料的氯化锂溶液在反应结晶器中进行搅拌混合反应，反应温度控制在20～100℃，压力0.01MPa～0.3MPa，反应后的浆料经过过滤、工艺水1～5次洗涤、温度在100～350℃温度范围内干燥后得到产品碳酸锂；滤液为沉锂母液；

步骤2)除碳酸根：向沉锂母液中加入盐酸，控制母液的PH值在3.5～6.5范围内，加入盐酸的氯离子的摩尔量为溶液中碳酸根离子的摩尔量的1.1～3.0倍，通过搅拌、加热、自然蒸发、抽真空方式使得溶液中生成的二氧化碳尽快排出系统，达到除去碳酸根的目的；

步骤3)除氯化钠：将加酸除碳酸根后的母液通过自然蒸发或强制蒸发浓缩，使得系统中的氯化钠达到饱和结晶析出系统得到高纯母液，从而达到净化除去氯化钠的目的，使得返回沉锂母液中的氯化钠含量得到稳定的控制；

步骤4)合格母液循环回系统：将除去碳酸根和氯化钠的高纯母液经过再次自然或强效蒸发浓缩提浓，满足工艺要求经泵加压后返回至沉锂反应结晶器进行循环使用。