CN112758961A - 一种氯化锂生产工艺及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种氯化锂生产工艺，包括：吸附：卤水进入吸附塔中进行锂的吸附，所述吸附塔中的吸附剂吸附锂离子、镁离子；锂洗：锂洗液进入所述吸附塔中将所述镁离子进行清洗去除，酸调节所述锂洗液的PH使得锂洗在酸性环境下进行；脱析：脱析液进入所述吸附塔中将所述锂离子洗涤下来，得到氯化锂合格液。本发明在锂洗的时候加酸调节锂洗液的PH使得锂洗在酸性环境下进行，可以去除锂洗时硼酸根产生的氢氧根离子，减少氢氧化镁的生成，一方面，控制吸附剂的失活速度，抑制吸附剂失活现象的产生，不影响吸附性能，另一方面去除的镁盐量更多，保证了氯化锂合格液的质量。

Description

一种氯化锂生产工艺及其系统

技术领域

本发明涉及氯化锂生产技术领域，具体涉及一种吸附提锂生产氯化锂溶液的工艺。

背景技术

目前，氯化锂的生产方法主要有转换法、溶剂萃取法、吸附法、盐析法、冷冻法等多种方法，其中，吸附法是使用对锂有较高选择性的吸附剂来吸附盐湖卤水中的锂，再洗脱锂，达到分离锂与其他杂质离子的目的。吸附法以工艺简单、回收率高、选择性好而得以深入应用。

由于盐湖卤水常为超高镁锂比卤水(镁锂比＞500:1)，因此在锂的吸附过程中，会有大量镁盐产生，而且吸附剂失活速度较快，易产生吸附剂失活现象，影响吸附性能，降低吸附效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氯化锂生产工艺及其系统，用于解决现有技术中吸附剂失活速度较快、易产生失活现象的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氯化锂生产工艺，所述氯化锂生产工艺包括：

步骤S1、吸附：卤水进入吸附塔中进行锂的吸附，所述吸附塔中的吸附剂吸附锂离子、镁离子；

步骤S2、锂洗：锂洗液进入所述吸附塔中将所述镁离子进行清洗去除，酸调节所述锂洗液的PH使得锂洗在酸性环境下进行；

步骤S3、脱析：脱析液进入所述吸附塔中将所述锂离子洗涤下来，得到氯化锂合格液。

根据本发明的一个实施方式，所述步骤S2锂洗包括：

步骤S21、一段锂洗液由一段锂洗罐进入所述吸附塔中，清洗后的一段锂洗液进入老卤罐回收；所述一段锂洗液中至少包含300-400mg/L的锂离子、50-60g/L的镁离子；

步骤S22、二段锂洗液由二段锂洗罐进入所述吸附塔中，清洗后的二段锂洗液进入所述一段锂洗罐；所述二段锂洗液中至少包含500-800mg/L的锂离子、15-30g/L的镁离子；

步骤S23、三段锂洗液由三段锂洗罐进入所述吸附塔中，清洗后的三段锂洗液进入所述一段锂洗罐，酸调节所述三段锂洗液的PH为4-7；所述三段锂洗液中至少包含100-200mg/L的锂离子、4-7g/L的镁离子；

步骤S24、四段锂洗液由四段锂洗罐进入所述吸附塔中，清洗后的四段锂洗液进入所述二段锂洗罐，所述四段锂洗液为水，酸调节所述四段锂洗液的PH为5-7。

根据本发明的一个实施方式，所述酸为盐酸。

根据本发明的一个实施方式，所述步骤S3脱析包括：

步骤S31、一段脱析液由一段脱析罐进入所述吸附塔中，洗涤后的一段脱析液一部分进入所述三段锂洗罐，一部分作为氯化锂合格液；所述一段脱析液中至少包含300-500mg/L的锂离子、1-1.7g/L的镁离子；

步骤S32、二段脱析液由二段脱析罐进入所述吸附塔中，洗涤后的二段脱析液一部分进入所述一段脱析罐，一部分作为氯化锂合格液；所述二段脱析液中至少包含300-500mg/L的锂离子、0.3-0.6g/L的镁离子；

步骤S33、三段脱析液由三段脱析罐进入所述吸附塔中，洗涤后的三段脱析液一部分进入所述一段脱析罐，一部分进入所述二段脱析罐；所述三段脱析液为水。

根据本发明的一个实施方式，所述吸附剂为铝基吸附剂。

根据本发明的一个实施方式，所述氯化锂生产工艺还包括步骤S4、顶液：卤水进入所述吸附塔中，顶替所述吸附塔中的脱析液，所述脱析液进入所述二段脱析罐。

本发明还提供一种氯化锂生产系统，所述氯化锂生产系统包括吸附塔、锂洗罐、酸液储罐、脱析罐、合格液储罐，所述吸附塔分别与所述锂洗罐、所述脱析罐、所述合格液储罐连接，所述锂洗罐分别与所述酸液储罐、所述脱析罐连接；

卤水进入所述吸附塔中进行锂的吸附，所述吸附塔中的吸附剂吸附锂离子、镁离子；所述锂洗罐中的锂洗液进入所述吸附塔中将所述镁离子进行清洗去除，所述酸液储罐中的酸调节所述锂洗液的PH使得锂洗在酸性环境下进行；所述脱析罐中的脱析液进入所述吸附塔中将所述锂离子洗涤下来，得到氯化锂合格液存储于所述合格液储罐。

根据本发明的一个实施方式，所述锂洗罐包括间隔设置的一段锂洗罐、二段锂洗罐、三段锂洗罐、四段锂洗罐，所述吸附塔分别与所述一段锂洗罐、所述二段锂洗罐、所述三段锂洗罐、所述四段锂洗罐连接。

根据本发明的一个实施方式，所述脱析罐包括间隔设置的一段脱析罐、二段脱析罐、三段脱析罐，所述吸附塔分别与所述一段脱析罐、所述二段脱析罐、所述三段脱析罐连接。

根据本发明的一个实施方式，所述吸附剂为铝基吸附剂。

相比于现有技术，本发明提供的氯化锂生产工艺及其系统具有以下优势：

本申请在锂洗的时候加酸调节锂洗液的PH使得锂洗在酸性环境下进行，可以去除锂洗时硼酸根产生的氢氧根离子，减少氢氧化镁的生成，一方面，控制吸附剂的失活速度，抑制吸附剂失活现象的产生，不影响吸附性能，另一方面去除的镁盐量更多，保证了氯化锂合格液的质量。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明提供的一种优选实施方式的氯化锂生产系统的结构示意图；

图2为基于图1所示的氯化锂生产系统的氯化锂生产工艺的步骤流程图；

图3为基于图2所示的氯化锂生产工艺中锂洗步骤的步骤流程图；

图4为基于图2所示的氯化锂生产工艺中脱析步骤的步骤流程图。

附图标记：

1吸附塔、2锂洗罐、21一段锂洗罐、22二段锂洗罐、23三段锂洗罐、24四段锂洗罐、3老卤罐、4酸液储罐、5脱析罐、51一段脱析罐、52二段脱析罐、53三段脱析罐、6合格液储罐。

具体实施方式

本发明提供了许多可应用的创造性概念，该创造性概念可大量的体现于具体的上下文中。在下述本发明的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本发明的具体实施方式的示例性说明，而不构成对本发明范围的限制。

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的描述。

如图1及图2所示，其中，图1为本发明提供的一种优选实施方式的氯化锂生产系统的结构示意图；图2为基于图1所示的氯化锂生产系统的氯化锂生产工艺的步骤流程图。需要说明的是，图1中的箭头仅代表连接关系，不代表进料和出料位置。

本实施例为一种氯化锂生产工艺，所述氯化锂生产工艺包括：

步骤S1、吸附：卤水进入吸附塔1中进行锂的吸附，所述吸附塔1中的吸附剂吸附锂离子、镁离子；

步骤S2、锂洗：锂洗液进入所述吸附塔1中将所述镁离子进行清洗去除，酸调节所述锂洗液的PH使得锂洗在酸性环境下进行；

步骤S3、脱析：脱析液进入所述吸附塔1中将所述锂离子洗涤下来，得到氯化锂合格液。

由于本申请中采用的卤水为盐湖卤水，属于超高镁锂比卤水(镁锂比≥500:1)，研究发现，卤水中含有硼酸钠，而硼酸钠在水中电离后，硼酸根会部分水解生成硼酸分子和氢氧根离子，因此锂洗时是碱性环境条件，所以锂洗时硼酸根产生的氢氧根离子会与锂洗液中的镁离子反应形成氢氧化镁，一方面氢氧化镁附着到吸附剂上，使得吸附剂失活速度较快，易产生吸附剂失活现象，影响吸附性能，另一方面锂洗液中的镁盐含量也大大降低，镁盐的清除效果差，检测锂洗液的PH值与锂洗液中镁盐含量，实验结果如表1所示。从表1可知，锂洗液的PH值越高，镁盐的含量越少，说明锂洗液中氢氧根越多时，洗出来的镁盐含量越少，大量的镁离子都形成氢氧化镁附着到吸附剂上了。

表1镁盐含量与锂洗液的PH值

PH值	9.2	9.1	8.96	8.74	8.36	7.3
							镁盐含量g/l	14.4	28.7	35.9	47.9	71.85	143.7

因此，本申请在锂洗的时候加酸调节锂洗液的PH使得锂洗在酸性环境下进行，可以去除锂洗时硼酸根产生的氢氧根离子，减少氢氧化镁的生成，一方面，控制吸附剂的失活速度，抑制吸附剂失活现象的产生，不影响吸附性能，另一方面去除的镁盐量更多，保证了氯化锂合格液的质量。

下面对各步骤进行详细说明。

步骤S1中，所述吸附塔1用于完成锂的吸附-锂洗-脱析的过程，一种将固体吸附剂装填于塔中，使进入塔内的气体或液体中某些组分被吸附剂的多孔结构所吸附，从而实现组分分离的设备。吸附温度为18-22℃。

所述吸附剂为铝基吸附剂。铝基吸附剂是采用吸附法从卤水中提锂时得到产业化应用的吸附剂，该吸附剂的吸附速率和吸附容量适中，选择性和循环使用性能较好，制备成本低。

所述步骤S2锂洗包括：锂洗罐2中的锂洗液进入所述吸附塔1中将所述镁离子进行清洗去除，酸液储罐3中的酸调节所述锂洗液的PH使得锂洗在酸性环境下进行。锂洗温度为18-22℃。

具体地，所述锂洗罐2用于提供锂洗液，其包括间隔设置的一段锂洗罐21、二段锂洗罐22、三段锂洗罐23、四段锂洗罐24，所述吸附塔1分别与所述一段锂洗罐21、所述二段锂洗罐22、所述三段锂洗罐23、所述四段锂洗罐24连接。

如图3所示，图3为基于图2所示的氯化锂生产工艺中锂洗步骤的步骤流程图。

所述步骤S2锂洗包括：

步骤S21、一段锂洗液由所述一段锂洗罐21进入所述吸附塔1中，清洗后的一段锂洗液进入老卤罐3回收；所述一段锂洗液中至少包含300-400mg/L的锂离子、50-60g/L的镁离子；

步骤S22、二段锂洗液由所述二段锂洗罐22进入所述吸附塔1中，清洗后的二段锂洗液进入所述一段锂洗罐21；所述二段锂洗液中至少包含500-800mg/L的锂离子、15-30g/L的镁离子；

步骤S23、三段锂洗液由所述三段锂洗罐23进入所述吸附塔1中，清洗后的三段锂洗液进入所述一段锂洗罐21，所述酸液储罐4中的酸调节所述三段锂洗液的PH为4-7；所述三段锂洗液中至少包含100-200mg/L的锂离子、4-7g/L的镁离子；

步骤S24、四段锂洗液由所述四段锂洗罐24进入所述吸附塔1中，清洗后的四段锂洗液进入所述二段锂洗罐22，所述四段锂洗液为水，所述酸液储罐4中的酸调节所述四段锂洗液的PH为5-7。具体地，所述四段锂洗液为工业水。

通过酸调节所述三段锂洗液和所述四段锂洗液的PH值，同时也可以影响所述一段锂洗液和所述二段锂洗液的PH值，具体地，在本实施例中，通过酸调节所述三段锂洗液的PH为4-7，所述四段锂洗液的PH为5-7，使得所述一段锂洗液的PH值为4-7，所述二段锂洗液的PH值为4-7。整个锂洗过程中均在酸性环境条件下，大大减少氢氧化镁的形成，保证了吸附剂的吸附效果。

所述酸为盐酸，可避免引入杂质，浓度可以根据实际情况调节。

所述步骤S3脱析包括：脱析罐5中的脱析液进入所述吸附塔1中将所述锂离子洗涤下来，得到氯化锂合格液。

具体地，所述脱析罐5用于提供脱析液，其包括一段脱析罐51、二段脱析罐52、三段脱析罐53，所述吸附塔1分别与所述一段脱析罐51、所述二段脱析罐52、所述三段脱析罐53连接。

所述氯化锂合格液储存于合格液储罐6中。

如图4所示，图4为基于图2所示的氯化锂生产工艺中脱析步骤的步骤流程图。

所述步骤S3脱析包括：

步骤S31、一段脱析液由所述一段脱析罐51进入所述吸附塔1中，洗涤后的一段脱析液一部分进入所述三段锂洗罐23，一部分作为氯化锂合格液进入合格液储罐6；所述一段脱析液中至少包含300-500mg/L的锂离子、1-1.7g/L的镁离子；脱析温度为20-25℃。

步骤S32、二段脱析液由所述二段脱析罐52进入所述吸附塔1中，洗涤后的二段脱析液一部分进入所述一段脱析罐51，一部分作为氯化锂合格液进入合格液储罐6；所述二段脱析液中至少包含300-500mg/L的锂离子、0.3-0.6g/L的镁离子；脱析温度为20-25℃。

步骤S33、三段脱析液由所述三段脱析罐53进入所述吸附塔1中，洗涤后的三段脱析液一部分进入所述一段脱析罐51，一部分进入所述二段脱析罐52；所述三段脱析液为水。具体地，所述三段脱析液为工业水，脱析温度为38-42℃。。

由于洗涤后的一段脱析液中镁含量偏高，所以一部分进入所述三段锂洗罐23，一部分作为氯化锂合格液进入合格液储罐6；由于洗涤后的二段脱析液中锂含量偏低，所以一部分进入所述一段脱析罐51，一部分作为氯化锂合格液进入合格液储罐6；由于三段脱析液为水，所以一部分进入所述一段脱析罐51，一部分进入所述二段脱析罐52，已进行热水回收，从而降低锂损失、减少耗水量。

一段脱析液的分割比例、二段脱析液的分割比例由实际生产确定，以保证质量和保证产量的中间均衡点为分界点。

所述氯化锂生产工艺还包括步骤S4、顶液：卤水进入所述吸附塔1中，顶替所述吸附塔1中的脱析液，所述脱析液进入所述二段脱析罐52，也就是把脱析完的工业水顶出去，方便下个循环。

如图1所示，本发明还提供一种氯化锂生产系统，所述氯化锂生产系统包括吸附塔1、锂洗罐2、酸液储罐4、脱析罐5、合格液储罐6，所述吸附塔1分别与所述锂洗罐2、所述脱析罐5、所述合格液储罐6连接，所述锂洗罐2分别与所述酸液储罐4、所述脱析罐5连接；

卤水进入所述吸附塔1中进行锂的吸附，所述吸附塔1中的吸附剂吸附锂离子、镁离子；所述锂洗罐2中的锂洗液进入所述吸附塔1中将所述镁离子进行清洗去除，所述酸液储罐4中的酸调节所述锂洗液的PH使得锂洗在酸性环境下进行；所述脱析罐5中的脱析液进入所述吸附塔1中将所述锂离子洗涤下来，得到氯化锂合格液存储于所述合格液储罐6。

上述各装置的结构和作用已在氯化锂生产工艺中进行详细介绍，在此并不赘述。

具体实施例数据如表2所示

表2具体实施例

由表2可知，四段锂洗液PH调节到6，三段锂洗液PH值调节至5左右时，一、二段锂洗液PH值均在6-7之间。

应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。

Claims (10)

1.一种氯化锂生产工艺，其中，所述氯化锂生产工艺包括：

步骤S1、吸附：卤水进入吸附塔(1)中进行锂的吸附，所述吸附塔(1)中的吸附剂吸附锂离子、镁离子；

步骤S2、锂洗：锂洗液进入所述吸附塔(1)中将所述镁离子进行清洗去除，酸调节所述锂洗液的PH使得锂洗在酸性环境下进行；

步骤S3、脱析：脱析液进入所述吸附塔(1)中将所述锂离子洗涤下来，得到氯化锂合格液。

2.根据权利要求1所述的氯化锂生产工艺，其中，所述步骤S2锂洗包括：

步骤S21、一段锂洗液由一段锂洗罐(21)进入所述吸附塔(1)中，清洗后的一段锂洗液进入老卤罐(3)回收；所述一段锂洗液中至少包含300-400mg/L的锂离子、50-60g/L的镁离子；

步骤S22、二段锂洗液由二段锂洗罐(22)进入所述吸附塔(1)中，清洗后的二段锂洗液进入所述一段锂洗罐(21)；所述二段锂洗液中至少包含500-800mg/L的锂离子、15-30g/L的镁离子；

步骤S23、三段锂洗液由三段锂洗罐(23)进入所述吸附塔(1)中，清洗后的三段锂洗液进入所述一段锂洗罐(21)，酸调节所述三段锂洗液的PH为4-7；所述三段锂洗液中至少包含100-200mg/L的锂离子、4-7g/L的镁离子；

步骤S24、四段锂洗液由四段锂洗罐(24)进入所述吸附塔(1)中，清洗后的四段锂洗液进入所述二段锂洗罐(22)，所述四段锂洗液为水，酸调节所述四段锂洗液的PH为5-7。

3.根据权利要求2所述的氯化锂生产工艺，其中，所述酸为盐酸。

4.根据权利要求2所述的氯化锂生产工艺，其中，所述步骤S3脱析包括：

步骤S31、一段脱析液由一段脱析罐(51)进入所述吸附塔(1)中，洗涤后的一段脱析液一部分进入所述三段锂洗罐(23)，一部分作为氯化锂合格液；所述一段脱析液中至少包含300-500mg/L的锂离子、1-1.7g/L的镁离子；

步骤S32、二段脱析液由二段脱析罐(52)进入所述吸附塔(1)中，洗涤后的二段脱析液一部分进入所述一段脱析罐(51)，一部分作为氯化锂合格液；所述二段脱析液中至少包含300-500mg/L的锂离子、0.3-0.6g/L的镁离子；

步骤S33、三段脱析液由三段脱析罐(53)进入所述吸附塔(1)中，洗涤后的三段脱析液一部分进入所述一段脱析罐(51)，一部分进入所述二段脱析罐(52)；所述三段脱析液为水。

5.根据权利要求1所述的氯化锂生产工艺，其中，所述吸附剂为铝基吸附剂。

6.根据权利要求4所述的氯化锂生产工艺，其中，所述氯化锂生产工艺还包括步骤S4、顶液：卤水进入所述吸附塔(1)中，顶替所述吸附塔中的脱析液，所述脱析液进入所述二段脱析罐(52)。

7.一种氯化锂生产系统，其中，所述氯化锂生产系统包括吸附塔(1)、锂洗罐(2)、酸液储罐(4)、脱析罐(5)、合格液储罐(6)，所述吸附塔(1)分别与所述锂洗罐(2)、所述脱析罐(5)、所述合格液储罐(6)连接，所述锂洗罐(2)分别与所述酸液储罐(4)、所述脱析罐(5)连接；

卤水进入所述吸附塔(1)中进行锂的吸附，所述吸附塔(1)中的吸附剂吸附锂离子、镁离子；所述锂洗罐(2)中的锂洗液进入所述吸附塔(1)中将所述镁离子进行清洗去除，所述酸液储罐(4)中的酸调节所述锂洗液的PH使得锂洗在酸性环境下进行；所述脱析罐(5)中的脱析液进入所述吸附塔(1)中将所述锂离子洗涤下来，得到氯化锂合格液存储于所述合格液储罐(6)。

8.根据权利要求7所述的氯化锂生产系统，其中，所述锂洗罐(2)包括间隔设置的一段锂洗罐(21)、二段锂洗罐(22)、三段锂洗罐(23)、四段锂洗罐(24)，所述吸附塔(1)分别与所述一段锂洗罐(21)、所述二段锂洗罐(22)、所述三段锂洗罐(23)、所述四段锂洗罐(24)连接。

9.根据权利要求7所述的氯化锂生产系统，其中，所述脱析罐(5)包括间隔设置的一段脱析罐(51)、二段脱析罐(52)、三段脱析罐(53)，所述吸附塔(1)分别与所述一段脱析罐(51)、所述二段脱析罐(52)、所述三段脱析罐(53)连接。

10.根据权利要求7所述的氯化锂生产系统，其中，所述吸附剂为铝基吸附剂。

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