CN110950363A - 一种应用新型联合除钙的电池级单水氢氧化锂生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种应用新型联合除钙的电池级单水氢氧化锂生产工艺，包括以下步骤：1)将锂辉石依次经过煅烧、冷却、细磨、加酸反应之后调浆；2)在上述浆液中加入钙盐搅拌浸出；3)将上述过滤清液再次过滤，过滤清液使用碱性溶液进行净化；4)将上述苛化后的溶液过滤；5)过滤后的苛化液到冷冻车间冷冻分离出十水硫酸钠以及氢氧化锂溶液；6)十水硫酸钠通过蒸发浓缩提纯。本发明能有效减少钙盐使用量，除钙效果好，降低产品钙含量。
Description
技术领域
本发明涉及氢氧化锂生产技术领域，具体涉及一种应用新型联合除钙的电池级单水氢氧化锂生产工艺。
背景技术
氢氧化锂广泛应用于化工原料、电池工业、冶金、陶瓷、国防、原子能、航天等行业，在电池工业中用于碱性蓄电池添加剂，可以延长其寿命，增加蓄电量。电池级单水氢氧化锂是生产三元锂电池正极材料的核心原料，随着锂动力电池和储能电池的不断发展，以及下游使用过程中对清洁环保、健康性能的需求日益突显，单水氢氧化锂的应用范围将会进一步扩大。
目前，电池级单水氢氧化锂的生产主要以锂辉石为原料，采用石灰石焙烧法或硫酸锂苛化冷却结晶法，在采用硫酸锂苛化冷却结晶法制备过程中需要加入钙盐，加入钙盐不仅增加了钙盐的使用量、影响后序的除钙工艺，导致除钙的效果较差，同时也影响到最终产品中钙的含量，降低产品的等级。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能有效减少钙盐使用量，除钙效果好，降低产品钙含量的用于新型联合除钙的电池级单水氢氧化锂生产工艺。
本发明所采用的技术方案是：提供一种应用新型联合除钙的电池级单水氢氧化锂生产工艺，包括以下步骤：
(1)将锂辉石依次经过煅烧、冷却、细磨、加酸反应，待加酸反应的产物冷却到≤90℃之后用水调成浆液，浆液固含量10％～70％；
(2)在上述浆液中加入钙盐搅拌浸出，所述钙盐用水调成浆液，固含量10％～55％，在浸出槽中的温度≤60℃，PH≥5，之后使用压滤机过滤，并采用自来水或者工艺水对滤饼进行漂洗，用压缩空气对滤饼进行吹扫，使滤饼含水量≤20％，漂洗水重新返回(1)用于调浆，过滤清液使用碱性溶液进行净化，调节PH值至9～12，并除去过滤清液中的杂质铁、锰、铝和钙，碱性溶液浓度10％～50％；
(3)将上述过滤清液再次过滤，得到净化液和净化滤渣，净化滤渣加水调成固含量10％～70％的浆液后返回步骤(1)，净化液使用碱性溶液进行苛化，碱性溶液浓度为10％～50％，苛化后的溶液PH为11～14，温度为常温；
(4)将上述苛化后的溶液过滤，得到苛化液和苛化滤渣，苛化滤渣加水调成固含量10％～70％的浆液后之后返回第(2)步骤净化工序，苛化液中Li2O当量含量控制在30～75g/L，苛化液经过精密过滤器进行过滤，除去钙离子；
(5)过滤后的苛化液去冷冻车间冷冻分离出十水硫酸钠以及氢氧化锂溶液，冷冻温度为-5～-20℃；
(6)十水硫酸钠通过蒸发浓缩提纯，加热取出结晶水得到无水硫酸钠，加热温度在200℃～800℃，氢氧化锂溶液经过精密过滤器过滤除掉钙离子，然后进行蒸发浓缩，浓缩后的粗品氢氧化锂溶液结晶、离心、重新热熔、精密过滤器过滤，过滤后再进行蒸发浓缩，冷却结晶、分离得到氢氧化锂晶体，通过加热得到单水氢氧化锂，加热温度在50℃～150℃。
作为优选，所述的钙盐是碳酸钙、氧化钙或氢氧化钙，碱性溶液是纯碱、氧化钙、液碱、烧碱、氨水或氢氧化锂溶液，采用氢氧化锂溶液时，其来源为自产的氢氧化锂调成的溶液、苛化过程产生的浆液、氢氧化锂车间过滤后的滤渣、粗品氢氧化锂过滤液或碳酸锂漂洗后的母液。
作为优选，所述的精密过滤器为多级串联或并联切换使用。
作为优选，所述精密过滤器的滤芯管过滤孔径为0.4μm或1μm，滤芯管的材质为PTFE、PP、PE、碳纤维中的一种或者几种材质混合。
作为优选，所述步骤6)的加热是通过盘干机或者直热式烘干炉进行加热。
本发明和现有技术相比，采用工艺流程中产生的碱性溶液以及不含钙的碱性溶液取代流程中部分钙盐的使用，减少或者不采用钙盐，同时多处采用单级或者多级精密过滤器除去钙离子，能够达到降低产品单水氢氧化锂中钙盐的含量。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做详细的说明。
实施例1
如图1所示，本发明应用新型联合除钙的电池级单水氢氧化锂生产工艺，包括以下步骤：(1)将锂辉石依次经过煅烧、冷却、细磨、加酸反应，待加酸反应的产物冷却到80℃之后用水调成浆液，浆液固含量60％；
(2)在上述浆液中加入钙盐搅拌浸出，所述钙盐用水调成浆液，固含量55％，在浸出槽中的温度50℃，PH＝5，之后使用压滤机过滤，并采用自来水或者工艺水对滤饼进行漂洗，用压缩空气对滤饼进行吹扫，使滤饼含水量为20％，漂洗水重新返回步骤(1)用于调浆，过滤清液使用碱性溶液净化，调节PH值至12，并除去过滤清液中的杂质铁、锰、铝和钙，碱性溶液为烧碱溶液，烧碱溶液浓度50％；
(3)将上述过滤清液再次过滤，得到净化液和净化滤渣，净化滤渣加水调成固含量60％的浆液后返回步骤(1)，净化液使用烧碱溶液进行苛化，烧碱溶液浓度为50％，苛化后的溶液PH为14，温度为常温；
(4)将上述苛化后的溶液过滤，得到苛化液和苛化滤渣，苛化滤渣加水调成固含量60％的浆液后之后返回净化工序，苛化液中Li2O当量含量控制在75g/L，苛化液经过精密过滤器进行过滤，除去部分钙离子；
(5)过滤后的苛化液去冷冻车间冷冻分离出十水硫酸钠以及氢氧化锂溶液，冷冻温度为-10℃；
(6)十水硫酸钠通过蒸发浓缩提纯，加热取出结晶水得到无水硫酸钠，加热温度在700℃，氢氧化锂溶液经过精密过滤器过滤除掉一部分钙离子，然后进行蒸发浓缩，浓缩后的粗品氢氧化锂溶液结晶、离心、重新热熔、精密过滤器过滤，过滤后再进行蒸发浓缩，冷却结晶、分离得到氢氧化锂晶体，通过加热得到单水氢氧化锂，加热温度在150℃。
本发明在具体实施时，钙盐采用碳酸钙，碱性溶液是氢氧化锂溶液，碱性溶液中的氢氧化锂溶液为自产的氢氧化锂调成的溶液、苛化过程产生的浆液、氢氧化锂车间过滤后的滤渣、粗品氢氧化锂过滤液或碳酸锂漂洗后的母液，精密过滤器为多级串联或并联切换使用。精密过滤器的滤芯管过滤孔径为0.4μm，滤芯管的材质为碳纤维材质。步骤6)的加热是通过盘干机或者直热式烘干炉进行加热。
实施例2
应用新型联合除钙的电池级单水氢氧化锂生产工艺，包括以下步骤：
(1)将锂辉石依次经过煅烧、冷却、细磨、加酸反应，待加酸反应的产物冷却到90℃之后用水调成浆液，浆液固含量70％；
(2)在上述浆液中加入钙盐搅拌浸出，所述钙盐用水调成浆液，固含量50％，在浸出槽中的温度60℃，PH＝7，之后使用压滤机过滤，并采用自来水或者工艺水对滤饼进行漂洗，用压缩空气对滤饼进行吹扫，使滤饼含水量＝15％，漂洗水重新返回步骤(1)用于调浆，过滤清液使用氢氧化锂溶液净化，调节PH值至10，并除去过滤清液中的杂质铁、锰、铝和钙，溶液中氢氧化锂浓度40％；
(3)将上述过滤清液再次过滤，得到净化液和净化滤渣，净化滤渣加水调成固含量70％的浆液后返回步骤(1)，净化液使用氢氧化锂溶液进行苛化，氢氧化锂溶液浓度为40％，苛化后的溶液PH为12，温度为常温；
(4)将上述苛化后的溶液过滤，得到苛化液和苛化滤渣，苛化滤渣加水调成固含量70％的浆液后之后返回净化工序，苛化液中Li2O当量含量控制在60g/L，苛化液经过精密过滤器进行过滤，除去部分钙离子；
(5)过滤后的苛化液去冷冻车间冷冻分离出十水硫酸钠以及氢氧化锂溶液，冷冻温度为-20℃；
(6)十水硫酸钠通过蒸发浓缩提纯，加热取出结晶水得到无水硫酸钠，加热温度在800℃，氢氧化锂溶液经过精密过滤器过滤除掉一部分钙离子，然后进行蒸发浓缩，浓缩后的粗品氢氧化锂溶液结晶、离心、重新热熔、精密过滤器过滤，过滤后再进行蒸发浓缩，冷却结晶、分离得到氢氧化锂晶体，通过加热得到单水氢氧化锂，加热温度在100℃。
本发明在具体实施时，钙盐是氢氧化钙，碱性溶液是纯碱、氧化钙、液碱、烧碱、氨水或氢氧化锂溶液，碱性溶液中的氢氧化锂溶液为自产的氢氧化锂调成的溶液、苛化过程产生的浆液、氢氧化锂车间过滤后的滤渣、粗品氢氧化锂过滤液或碳酸锂漂洗后的母液，精密过滤器为多级串联或并联切换使用。精密过滤器的滤芯管过滤孔径为1μm，滤芯管的材质为PTFE、PP、PE、碳纤维中几种材质混合。步骤6)的加热是通过盘干机或者直热式烘干炉进行加热。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
Claims (5)
1.一种应用新型联合除钙的电池级单水氢氧化锂生产工艺，其特征在于包括以下步骤：
(1)将锂辉石依次经过煅烧、冷却、细磨、加酸反应，待加酸反应的产物冷却到≤90℃之后用水调成浆液，浆液固含量10％～70％；
(2)在上述浆液中加入钙盐搅拌浸出，所述钙盐用水调成浆液，固含量10％～55％，在浸出槽中的温度≤60℃，PH≥5，之后使用压滤机过滤，并采用自来水或者工艺水对滤饼进行漂洗，用压缩空气对滤饼进行吹扫，使滤饼含水量≤20％，漂洗水重新返回(1)用于调浆，过滤清液使用碱性溶液进行净化，调节PH值至9～12，并除去过滤清液中的杂质铁、锰、铝和钙，碱性溶液浓度10％～50％；
(3)将上述过滤清液再次过滤，得到净化液和净化滤渣，净化滤渣加水调成固含量10％～70％的浆液后返回步骤(1)，净化液使用碱性溶液进行苛化，碱性溶液浓度为10％～50％，苛化后的溶液PH为11～14，温度为常温；
(4)将上述苛化后的溶液过滤，得到苛化液和苛化滤渣，苛化滤渣加水调成固含量10％～70％的浆液后之后返回第(2)步骤净化工序，苛化液中Li2O当量含量控制在30～75g/L，苛化液经过精密过滤器进行过滤，除去钙离子；
(5)过滤后的苛化液去冷冻车间冷冻分离出十水硫酸钠以及氢氧化锂溶液，冷冻温度为-5～-20℃；
(6)十水硫酸钠通过蒸发浓缩提纯，加热取出结晶水得到无水硫酸钠，加热温度在200℃～800℃，氢氧化锂溶液经过精密过滤器过滤除掉钙离子，然后进行蒸发浓缩，浓缩后的粗品氢氧化锂溶液结晶、离心、重新热熔、精密过滤器过滤，过滤后再进行蒸发浓缩，冷却结晶、分离得到氢氧化锂晶体，通过加热得到单水氢氧化锂，加热温度在50℃～150℃。
2.根据权利要求1所述的应用新型联合除钙的电池级单水氢氧化锂生产工艺，其特征在于：所述的钙盐是碳酸钙、氧化钙或氢氧化钙，碱性溶液是纯碱、氧化钙、液碱、烧碱、氨水或氢氧化锂溶液，采用氢氧化锂溶液时，其来源为自产的氢氧化锂调成的溶液、苛化过程产生的浆液、氢氧化锂车间过滤后的滤渣、粗品氢氧化锂过滤液或碳酸锂漂洗后的母液。
3.根据权利要求1所述的应用新型联合除钙的电池级单水氢氧化锂生产工艺，其特征在于：所述的精密过滤器为多级串联或并联切换使用。
4.根据权利要求3所述的应用新型联合除钙的电池级单水氢氧化锂生产工艺，其特征在于：所述精密过滤器的滤芯管过滤孔径为0.4μm或1μm，滤芯管的材质为PTFE、PP、PE、碳纤维中的一种或者几种材质混合。
5.根据权利要求1所述的应用新型联合除钙的电池级单水氢氧化锂生产工艺，其特征在于：所述步骤6)的加热是通过盘干机或者直热式烘干炉进行加热。
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