CN113816401A - 一种从卤水中提取氯化锂的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种从卤水中提取氯化锂的方法及装置，涉及氯化锂提取技术领域，解决了现有技术中卤水中氯化锂与氯化钠分离困难，易造成氯化锂结晶纯度不高的技术问题。该方法包括对卤水进行多效蒸发浓缩，形成浓缩液；对浓缩液进行一级或至少两级降温析钠结晶处理，降温析钠结晶处理降温至的目标温度值由前至后逐级降低；对经结晶处理后的上清液进行氯化锂结晶处理，得到氯化锂产品。该装置包括依次相连通的多效蒸发浓缩器、一级或至少两级冷却析钠结晶器及氯化锂结晶器，冷却析钠结晶器将其内部浓缩液降温至的目标温度值由前至后逐级降低，本发明通过多效蒸发浓缩及分级降温析钠结晶，用于提高氯化锂的提取效率和结晶纯度。

Description

一种从卤水中提取氯化锂的方法及装置

技术领域

本发明涉及氯化锂提取技术领域，尤其是涉及一种从卤水中提取氯化锂的方法及装置。

背景技术

目前，我国西北和青藏高原盐湖矿资源丰富，盐湖富锂卤水提(沉)锂国内生产企业现主要集中在青藏高原，其中更以柴达木盆地为主，基本一(盐)湖一(生产)工艺。因盐湖地区大多位于戈壁腹地，且企业产品单一(仅为碳酸锂)，如能利用富锂卤水中氯化锂溶液直接制备高纯度氯化锂，并实现连续生产，即可增加盐湖提锂企业产品种类和抗风险能力，还可通过连续工艺进一步稳定产品质量，提高企业经济效益。然而，目前盐湖富锂卤水的生产产品主要为碳酸锂，未有直接生产氯化锂工艺。其中，富锂盐水提锂一直是行业的难题，因盐水中不仅含有锂，还有氯化镁、氯化钠、氯化钾、钙等离子，其中钙含量一般较少，可以在前端预处理去掉，但盐水中锂离子、氯离子、硫酸根、钠离子、钾离子混合溶液如何分离，尤其氯化钠和氯化锂的分离是行业研究的重点和难点。

基于目前盐湖含有富锂的盐水，其特点是废水中无机盐离子多，盐分含量高，溶解盐成分主要为氯化锂、氯化镁、氯化钾、钙镁等，且含有微量硫酸钠盐。针对该富锂盐水提锂，并分离得到纯度较高的副产盐，现有技术中只能先经过预处理脱出镁离子和部分钙离子，但是因经过除镁净化后的卤水中含有较高浓度的氯化钠，采用现有的工艺存在最大最典型问题就是氯化钠和氯化锂无法分离，即没有实际的成熟技术工艺，无法实现氯化钠与氯化锂盐的分离，最终也无法生产出纯度高的氯化锂产品，易造成氯化锂结晶纯度不高，且后段氯化锂结晶温度高，材质选择TA10材质(钛钼镍合金)，投资大，运行费用也较高。另外，经过除镁净化后的卤水中还有氯化钾与氯化锂无法分离，也会对氯化锂的结晶纯度造成影响。

因此，如何解决现有技术中卤水中氯化锂与氯化钠分离困难，易造成氯化锂结晶纯度不高的技术问题，已成为本领域人员需要解决的重要技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从卤水中提取氯化锂的方法及装置，解决了现有技术中卤水中氯化锂与氯化钠分离困难，易造成氯化锂结晶纯度不高的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的从卤水中提取氯化锂的方法，包括：

S1：对经除镁后的卤水进行多效蒸发浓缩，形成浓缩液；

S2：对步骤S1产出的所述浓缩液进行一级或至少两级降温析钠结晶处理，所述降温析钠结晶处理降温至的目标温度值由前至后逐级降低；

S3：对经步骤S2处理后形成的上清液进行氯化锂结晶处理，得到氯化锂产品。

进一步地，在步骤S2中，所述降温析钠结晶处理包括一级降温析钠结晶和二级降温析钠结晶，所述一级降温析钠结晶将所述浓缩液降温至的目标温度值为40℃-50℃，所述二级降温析钠结晶将所述浓缩液降温至的目标温度值为0℃-8℃。

进一步地，所述一级降温析钠结晶采用的降温介质为工业循环冷却水，所述二级降温析钠结晶采用的降温介质为冷冻水。

进一步地，在步骤S1中，经多效蒸发浓缩形成的所述浓缩液的浓度范围为40％-45％。

进一步地，任一级所述降温析钠结晶处理均通过循环驱动件对所述浓缩液进行强制流动循环，以加速所述浓缩液与所述降温析钠结晶处理的降温介质进行换热。

进一步地，任一级所述降温析钠结晶处理析出的氯化钠盐均通过过滤机构与所述浓缩液进行分离。

本发明提供的从卤水中提取氯化锂的装置，基于上述的从卤水中提取氯化锂的方法，其包括依次相连通的多效蒸发浓缩器、一级或至少两级冷却析钠结晶器以及氯化锂结晶器，所述冷却析钠结晶器将其内部浓缩液降温至的目标温度值由前至后逐级降低。

进一步地，所述冷却析钠结晶器包括相连通的第一级冷却析钠结晶器和第二级冷却析钠结晶器，两者由前至后依次设置。

进一步地，任一级所述冷却析钠结晶器均包括相连通的结晶罐体和换热组件，所述换热组件均采用列管式换热结构或板式换热结构，所述结晶罐体与所述换热组件之间设置有用于加速换热的循环驱动件。

进一步地，还包括过滤机构，其与各级所述冷却析钠结晶器均相连通。

本发明相较于现有技术具有以下有益效果：

本发明提供的从卤水中提取氯化锂的方法和配套的装置，通过对预处理后的卤水进行多效蒸发浓缩以及分级降温析钠结晶，能够脱出卤水内的氯化钠以及氯化钾，净化氯化锂液，有力地保证了后续通过氯化锂结晶处理得到的氯化锂结晶的纯度及品质，实现了冷热法分离氯化钠盐和主产品氯化锂盐的效果，使得氯化锂的获取更加易行且高效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的从卤水中提取氯化锂的方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的从卤水中提取氯化锂的装置的系统结构关系图。

图中1-多效蒸发浓缩器；2-第一级冷却析钠结晶器；3-第二级冷却析钠结晶器；4-氯化锂结晶器；5-过滤机构；6-脱水机构；7-干燥机构。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本发明的目的在于提供一种从卤水中提取氯化锂的方法及装置，解决了现有技术中卤水中氯化锂与氯化钠分离困难，易造成氯化锂结晶纯度不高的技术问题。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

下面结合具体的实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。

实施例1：

参照图1，本实施例提供的从卤水中提取氯化锂的方法，包括：

S1：对经除镁后的卤水进行多效蒸发浓缩，形成浓缩液，即盐湖内的原水需要经过滤和除镁等预处理后，再进入至本发明的装置内进行进一步地氯化锂提取，能够提高本发明的提取生产效率以及提高氯化锂产品的纯度。对卤水进行多效蒸发浓缩能够除去卤水内多余水分，提高卤水内各种离子的总浓度，以便于使各个离子在后续工序中快速对应析出，提高了提取加工效率。

S2：对步骤S1产出的浓缩液进行一级或至少两级降温析钠结晶处理，降温析钠结晶处理降温至的目标温度值由前至后逐级降低，能够分别使用不同的冷却介质进行降温冷却，提高冷却介质的热量利用率且节约冷却介质的用量，而且通过分级降温析钠结晶，能够使卤水中的氯化钠逐步分级析出，避免温度骤降影响氯化钠的析出效果，造成氯化钠的残留。同时，在进行分级降温析钠结晶处理的过程中，随着温度的降低，卤水中的钾离子也会随之析出，形成氯化钾，进一步提高了氯化锂产品的纯度。

S3：对经步骤S2处理后形成的上清液进行氯化锂结晶处理，得到氯化锂产品，即对除去钠离子和钾离子后的上清液进行蒸发结晶处理，能够快速得到高纯度的氯化锂产品，使氯化锂的析出和提取更加方便易行。

如此设置，本发明通过对预处理后的卤水进行多效蒸发浓缩以及分级降温析钠结晶，能够脱出卤水内的氯化钠以及氯化钾，净化氯化锂液，有力地保证了后续通过氯化锂结晶处理得到的氯化锂结晶的纯度及品质，实现了冷热法分离氯化钠盐和主产品氯化锂盐的效果，使得氯化锂的获取更加易行且高效，解决了现有技术中卤水中氯化锂与氯化钠分离困难，易造成氯化锂结晶纯度不高的技术问题。

作为本发明实施例可选地实施方式，在步骤S2中，降温析钠结晶处理包括一级降温析钠结晶和二级降温析钠结晶，即本发明采用两级降温析钠结晶方式，在保证氯化钠析出分离效果的基础上，能够精简降温设备且对冷却介质的选取更加方便。一级降温析钠结晶将浓缩液降温至的目标温度值为40℃-50℃，接近环境常温，对冷却介质的选取更加广泛多样，二级降温析钠结晶将浓缩液降温至的目标温度值为0℃-8℃，更易选取冷却介质的种类，也能够使卤水中氯化钠和氯化钾的析出更加彻底，以提高后期氯化锂产品的纯度。

进一步地，一级降温析钠结晶采用的降温介质为工业循环冷却水，取材方便，能够实现工业循环冷却水的有效利用，而且工业循环冷却水吸热升温后能够用于其他工业生产，有利于对热量的回收利用。二级降温析钠结晶采用的降温介质为冷冻水，温度低且取材方便，导热冷却性好，而且经过在二级降温析钠结晶处吸热升温后的冷冻水还可重新循环流通至一级降温析钠结晶处进行二次利用，降温介质的利用率高。

作为本发明实施例可选地实施方式，在步骤S1中，经多效蒸发浓缩形成的浓缩液的浓度范围为40％-45％，通过降至此浓度范围，浓缩液中的溶质能够接近饱和浓度，有利于各个溶质在后续工序中的快速析出，提高分离加工效率，而且避免了浓缩液的浓度过低，后续无法提取出氯化锂产品的情况，以及避免了浓缩液的浓度过高，各个溶质提前析出的情况。

作为本发明实施例可选地实施方式，任一级降温析钠结晶处理均通过循环驱动件对浓缩液进行强制流动循环，即在降温析钠结晶处理的过程中，浓缩液通过管路与降温介质进行换热时，循环驱动件可串接在浓缩液的循环管路上，以提高浓缩液的流速，进而以加速浓缩液与降温析钠结晶处理的降温介质进行换热，从而使浓缩液的温度快速降至对应的结晶温度，更加便于氯化钠及氯化钾的析出，提取分离加工生产效率高。

作为本发明实施例可选地实施方式，任一级降温析钠结晶处理析出的氯化钠盐均通过过滤机构与浓缩液进行分离，即含有盐浆的卤水能够进入过滤机构，能够利用其过滤作用，除掉卤水中的氯化钠盐，以便于进行后续加工，同时，过滤出的氯化钠盐还能通过进一步地加工处理，形成能够进行循环使用的氯化钠盐产品，对卤水的利用率高。

实施例2：

参照图2，本实施例提供的从卤水中提取氯化锂的装置，基于上述的从卤水中提取氯化锂的方法，从卤水中提取氯化锂的装置包括依次相连通的多效蒸发浓缩器1、一级或至少两级冷却析钠结晶器以及氯化锂结晶器4，冷却析钠结晶器将其内部浓缩液降温至的目标温度值由前至后逐级降低，如此设置，经过除镁的卤水首先经过多效蒸发浓缩其进行强制循环浓缩，能够除去卤水内多余水分，提高卤水内各种离子的总浓度，以便于使各个离子在后续工序中快速对应析出，提高了提取加工效率，且多效蒸发浓缩设备运行稳定，清洗周期长，装置的运行周期和效率高。经过浓缩后的卤水能够进行一级或至少两级不同温度的冷却析钠结晶，能够分别使用不同的冷却介质进行降温冷却，提高冷却介质的热量利用率且节约冷却介质的用量，而且通过分级降温析钠结晶，能够使卤水中的氯化钠逐步分级析出，避免温度骤降影响氯化钠的析出效果，造成氯化钠的残留。同时，在进行分级降温析钠结晶处理的过程中，随着温度的降低，卤水中的钾离子也会随之析出，形成氯化钾，进一步提高了氯化锂产品的纯度。然后将过降温后的浓缩液进入到氯化锂结晶器4，在其内进行蒸发结晶得到高纯度的氯化锂盐，加工提取过程方便易行且效率高，解决了现有技术中卤水中氯化锂与氯化钠分离困难，易造成氯化锂结晶纯度不高的技术问题。

作为本发明实施例可选地实施方式，冷却析钠结晶器包括相连通的第一级冷却析钠结晶器2和第二级冷却析钠结晶器3，两者由前至后依次设置，即冷却析钠结晶器采用两级冷却析钠结晶，能够合理规划分级结晶温度且对冷却介质的利用率高。优选地，第一冷却析钠结晶器将浓缩液降温至的目标温度值为40℃-50℃，第二级冷却析钠结晶器3将浓缩液降温至的目标温度值为0℃-8℃，能够分别利用常温的工业循环冷却水和冷冻水，即冰水进行降温冷却，取材方便，冷却性好。

作为本发明实施例可选地实施方式，任一级冷却析钠结晶器均包括相连通的结晶罐体和换热组件，换热组件均采用列管式换热结构或板式换热结构，换热效率高，结晶罐体与换热组件之间设置有用于加速换热的循环驱动件，即各级冷却析钠结晶器均采用强制循环形式，结晶罐体内盛放的浓缩液通过换热组件与冷却介质进行换热操作，通过在结晶罐体的底部设置循环驱动件抽取结晶罐体内浓缩液进入到换热组件的热侧，换热组件的冷侧通入冷却介质，实现两者热交换，进而给浓缩液进行高效降温，工作效率高。其中，循环驱动件可以但不限于为循环泵。

作为本发明实施例可选地实施方式，从卤水中提取氯化锂的装置还包括过滤机构5，过滤机构5与各级冷却析钠结晶器均相连通，能够将各级冷却析钠结晶器中析出的氯化钠盐从浓缩液中分离出，便于浓缩液对氯化锂的进一步结晶提取，也便于将氯化钠盐进行进一步地加工利用。其中，过滤机构5可以但不限于为真空带式过滤机或过滤器等，真空带式过滤机更适宜固液分离操作，具有自动化程度高、过滤速度快、过滤工艺方便、洗涤效果好且生产能力大等优点。

进一步地，氯化锂结晶器4设置有用于母液回流的第一回流管，所述第一回流管与最前端的所述冷却析钠结晶器相连通，以便于使蒸发结晶后剩余的母液回流至第一级冷却析钠结晶器2，进行再次结晶提取处理，以提高氯化锂产品的收率。

进一步地，从卤水中提取氯化锂的装置还包括相连通的脱水机构6和干燥机构7，所述氯化锂结晶器4的出口与所述脱水机构6相连通，且所述脱水机构6设置有用于介质回流的第二回流管，所述第二回流管与所述氯化锂结晶器4相连通，以便于形成强制循环，提高氯化锂的脱水效果，同时也可提高氯化锂产品的收率。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种从卤水中提取氯化锂的方法，其特征在于，包括：

S1：对经除镁后的卤水进行多效蒸发浓缩，形成浓缩液；

S2：对步骤S1产出的所述浓缩液进行一级或至少两级降温析钠结晶处理，所述降温析钠结晶处理降温至的目标温度值由前至后逐级降低；

S3：对经步骤S2处理后形成的上清液进行氯化锂结晶处理，得到氯化锂产品。

2.根据权利要求1所述的从卤水中提取氯化锂的方法，其特征在于，在步骤S2中，所述降温析钠结晶处理包括一级降温析钠结晶和二级降温析钠结晶，所述一级降温析钠结晶将所述浓缩液降温至的目标温度值为40℃-50℃，所述二级降温析钠结晶将所述浓缩液降温至的目标温度值为0℃-8℃。

3.根据权利要求2所述的从卤水中提取氯化锂的方法，其特征在于，所述一级降温析钠结晶采用的降温介质为工业循环冷却水，所述二级降温析钠结晶采用的降温介质为冷冻水。

4.根据权利要求1所述的从卤水中提取氯化锂的方法，其特征在于，在步骤S1中，经多效蒸发浓缩形成的所述浓缩液的浓度范围为40％-45％。

5.根据权利要求1所述的从卤水中提取氯化锂的方法，其特征在于，任一级所述降温析钠结晶处理均通过循环驱动件对所述浓缩液进行强制流动循环，以加速所述浓缩液与所述降温析钠结晶处理的降温介质进行换热。

6.根据权利要求1所述的从卤水中提取氯化锂的方法，其特征在于，任一级所述降温析钠结晶处理析出的氯化钠盐均通过过滤机构与所述浓缩液进行分离。

7.一种从卤水中提取氯化锂的装置，其特征在于，基于如权利要求1-6任一项所述的从卤水中提取氯化锂的方法，其包括依次相连通的多效蒸发浓缩器(1)、一级或至少两级冷却析钠结晶器以及氯化锂结晶器(4)，所述冷却析钠结晶器将其内部浓缩液降温至的目标温度值由前至后逐级降低。

8.根据权利要求7所述的从卤水中提取氯化锂的装置，其特征在于，所述冷却析钠结晶器包括相连通的第一级冷却析钠结晶器(2)和第二级冷却析钠结晶器(3)，两者由前至后依次设置。

9.根据权利要求7所述的从卤水中提取氯化锂的装置，其特征在于，任一级所述冷却析钠结晶器均包括相连通的结晶罐体和换热组件，所述换热组件均采用列管式换热结构或板式换热结构，所述结晶罐体与所述换热组件之间设置有用于加速换热的循环驱动件。

10.根据权利要求7所述的从卤水中提取氯化锂的装置，其特征在于，还包括过滤机构(5)，其与各级所述冷却析钠结晶器均相连通。

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