CN218924692U

CN218924692U - 一种沉锂母液的回收系统

Info

Publication number: CN218924692U
Application number: CN202223406116.4U
Authority: CN
Inventors: 张强; 冯冬娅; 龙飞; 刘杨; 方静; 刘海燕; 唐冲
Original assignee: Huarong Chemical Co ltd
Current assignee: Huarong Chemical Co ltd
Priority date: 2022-12-12
Filing date: 2022-12-12
Publication date: 2023-04-28
Anticipated expiration: 2032-12-12

Abstract

本实用新型涉及碳酸锂回收技术领域，为了解决现有的沉锂母液中锂回收时存在杂质被浓缩或引入额外杂质等弊端；提供一种沉锂母液的回收系统，包括依次连接的碳化系统、浓缩系统和中和系统；碳化系统包括碳化装置，碳化装置上设置有通入沉锂母液的第一进料口、通入碳化用气的第二进料口以及排出碳化沉锂母液的第一出料口；浓缩系统包括与所述第一出料口连接的蒸发装置以及与蒸发装置的出料口连接的第一分离装置；中和系统包括与第一分离装置的液相出料口连接的中和装置以及与中和装置的出料口连接的第二分离装置，中和装置上还设置有用于加碱的第三进料口；本实用新型回收系统可高效且绿色地将沉锂母液分离回收得到碳酸锂，且适合连续生产的需要。

Description

一种沉锂母液的回收系统

技术领域

本实用新型涉及碳酸锂回收技术领域，具体而言，涉及一种沉锂母液的回收系统。

背景技术

碳酸锂是锂化合物中最重要的锂盐，是制备高纯锂化合物和锂合金的主要原料，目前在玻璃和陶瓷制造、医药、有色金属冶炼、锂电池电极材料等领域已有广泛的应用。碳酸锂一般以可溶性锂盐如Li₂SO₄、LiCl为原料，采用碳酸钠或碳酸钾与锂离子进行沉淀反应制得。但由于碳酸锂并非难溶物而是微溶沉淀，因此溶液中仍有一定含量的锂，有些高达1300～1500ppm以上，该溶液称为沉锂母液。目前，沉锂母液中锂回收的工艺有强酸酸化后蒸发浓缩脱盐后返回沉锂系统回用，或将沉锂母液中的锂转化为溶解度更低的锂盐，如Li₃PO₄、LiF等，然后将锂转化为可溶性锂盐，以上方法均存在杂质被浓缩或引入大量额外的杂质元素等弊端，使得回收得到的碳酸锂产品的纯度得不到保障。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种沉锂母液的回收系统，其可高效且绿色地将沉锂母液继续分离回收得到碳酸锂，实现锂元素的高回收再利用，且适合连续生产的需要，符合工业化生产的需求。

本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：

一种沉锂母液的回收系统，包括依次连接的碳化系统、浓缩系统和中和系统；

所述碳化系统包括碳化装置，所述碳化装置上设置有用于通入沉锂母液的第一进料口、用于通入碳化用气的第二进料口，以及用于排出碳化沉锂母液的第一出料口；

所述浓缩系统包括与所述第一出料口连接的蒸发装置，以及与所述蒸发装置的出料口连接的第一分离装置；

所述中和系统包括与所述第一分离装置的液相出料口连接的中和装置，以及与所述中和装置的出料口连接的第二分离装置，所述中和装置上还设置有用于加碱的第三进料口。

进一步地，所述第二进料口连通有输送管道，所述输送管道上设置有压缩机。

进一步地，所述碳化装置上还设置有第一pH监测计，所述第一pH监测计与所述压缩机电联锁。

进一步地，所述浓缩系统还包括蒸汽冷凝装置，以及与蒸汽冷凝装置连接的冷凝水槽，所述蒸汽冷凝装置与所述蒸发装置的上部连通。

进一步地，所述冷凝水槽上还设置有液位监测装置。

进一步地，所述蒸汽冷凝装置上还连通有真空泵。

进一步地，所述蒸发装置上还设置有加热机构，以及温度监测装置，所述温度监测装置与所述加热机构电联锁。

进一步地，所述加热机构的加热介质包括蒸汽、水、电热丝中的任意一种或多种；优选的，所述加热机构的加热介质为蒸汽。

进一步地，所述中和装置内还设置有第二pH监测计。

进一步地，所述第二分离装置的液相出料口还连接有母液回流管，所述母液回流管的末端与所述碳化装置连接。

本实用新型实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

1、本实用新型回收系统利用废气的烟道气作为碳化介质，既起到的降低碳排放的效果，同时也实现了废气物的资源化利用，本实用新型对沉锂母液的处理系统具有显著的绿色环保、可持续化发展优势。

2、本实用新型回收系统相比于现有的转化为碳酸氢锂后进行加热分解的处理系统，本实用新型处理系统通过将碳酸氢锂浓缩液送至中和釜内加碱进行中和的处理系统能耗更低，反应时间更短，且碱溶解和中和反应自身会产生大量的热量，加速碳酸氢锂的转化进程，大大提高了工作效率，给企业减少了极大的生产成本。

3、本实用新型回收系统适合连续生产的需要，符合工业化生产的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的沉锂母液的回收系统的结构示意图；

图标：1-碳化装置，11-第一进料口，12-第二进料口，13-第一出料口，14-压缩机，15-第一pH监测计，2-蒸发装置，21-加热机构，211-夹套，212-介质入口，213-调节阀，214-介质出口，215-温度监测装置，3-第一分离装置，4-蒸汽冷凝装置，41-进水口，42-出水口，43-真空泵，5-冷凝水槽，51-液位监测装置，6-中和装置，61-第三进料口，62-第二pH监测计，7-第二分离装置。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

需要说明的是，本实施例中所述的碳化装置选用化工领域常用的碳化釜，蒸发装置选用化工领域常用的蒸发釜或浓缩釜，第一分离装置及第二分离装置选用化工领域常用的离心机，蒸汽冷凝装置选用化工领域常用的蒸汽冷凝器，中和装置选用化工领域常用的中和釜。

实施例1

一种沉锂母液的回收系统，包括依次连接的碳化系统、浓缩系统和中和系统；即通过采用碳化、减压浓缩及中和工艺，对以氯化锂为原料制备碳酸锂的沉锂母液中的低浓度锂进行回收；

所述碳化系统包括碳化装置1，所述碳化装置1上设置有用于通入沉锂母液的第一进料口11、用于通入碳化用气的第二进料口12，以及用于排出碳化沉锂母液的第一出料口13；需要说明的是碳化用气：可以是液化二氧化碳、管道输送二氧化碳、烟道气等，本实施例采用烟道气作为碳化用气，可实现废气的资源化利用；

所述浓缩系统包括与所述第一出料口13连接的蒸发装置2，以及与所述蒸发装置2的出料口连接的第一分离装置3，蒸发装置2用于浓缩碳化沉锂母液；第一分离装置3用于分离碳酸氢锂浓缩液和钾盐/钠盐，可以是离心机、板框压滤机等固液分离设备，本领域技术人员可根据实际生产需求进行合理选择；

所述中和系统包括与所述第一分离装置3的液相出料口连接的中和装置6，以及与所述中和装置6的出料口连接的第二分离装置7，所述中和装置6上还设置有用于加碱的第三进料口61；第二分离装置7用于分离碳酸锂和中和母液，可以是离心机、板框压滤机等固液分离设备，本领域技术人员可根据实际生产需求进行合理选择；此处的加碱可以为液碱，也可以为片碱。

在本实施例中，所述第二进料口12连通有输送管道，所述输送管道上设置有压缩机14，所述碳化装置1上还设置有第一pH监测计15，所述第一pH监测计15与所述压缩机14电联锁，将碳化用气经压缩机14增压后输送至碳化装置1中，开启搅拌；通过碳化装置1上的在线pH计监测反应终点，联锁切断压缩机14电机，停止进碳化用气，完成碳化反应。

在本实施例中，所述浓缩系统还包括蒸汽冷凝装置4，以及与蒸汽冷凝装置4连接的冷凝水槽5，所述蒸汽冷凝装置4与所述蒸发装置2的上部连通；所述蒸汽冷凝装置4的底部设置有进水口41，顶部设置有出水口42；蒸汽冷凝装置4用于对碳化沉锂母液进行浓缩，产生的水蒸气进行冷凝，本实施例中，采用循环水逆流冷却对水蒸气进行冷凝，循环水从蒸汽冷凝装置4的下部通入，从上部排出。本实施例中，为提高蒸发装置2的蒸发效率，在蒸汽冷凝装置4上还设置了真空泵43，使蒸发装置2内形成减压蒸发环境，本领域技术人员可根据实际生产情况进行合理选择。使用时开启蒸汽冷凝装置4的循环水进出口阀门及真空泵43，控制浓缩釜内压力；并通过冷凝水槽5上设置的液位监测装置51(具体地可以为在线液位计)监测冷凝水槽5中的液位，通过监测冷凝水槽5中蒸发冷凝水的量来直接控制蒸发装置2中的蒸发量，可实现浓缩倍数的精确控制。

除此之外，在蒸发装置2上还设置有加热机构21，以及温度监测装置215(具体地可以为在线温度计)，所述温度监测装置215与所述加热机构21电联锁。所述加热机构21包括设置于蒸发装置2外侧的夹套211，夹套211上部设置有介质入口212，下部设置有介质出口214，通过向夹套211内通入加热介质用于对蒸发装置2进行加热，具体地可以为蒸汽加热、水加热、电热丝加热等常见加热方式，本领域技术人员可根据实际生产情况进行合理选择。在本实施例中，为实现工厂蒸汽的有效利用，采用低压蒸汽作为加热介质，低压蒸汽从上部的介质入口212通入，蒸汽冷凝液从下部的介质出口214排出。由低压蒸汽阀控制蒸汽的输入，同时低压蒸汽阀可以与温度监测装置215进行电联锁，通过温度数据情况，进行低压蒸汽阀的开度调节，实现蒸发装置2的温度精准控制。

在本实施例中，所述中和装置6内还设置有第二pH监测计62，第一pH监测计15、第二pH监测计62均可以为在线pH计，通过在线pH计更好地来监测釜内料液pH控制碱的加入量。

在本实施例中，所述第二分离装置7的液相出料口还连接有母液回流管，所述母液回流管的末端与所述碳化装置1连接，从而将少部分沉锂母液再次循环处理得到碳酸锂，从而实现锂元素的回收再利用。

具体地，本实用新型处理工艺如下：(1)首先，先将沉锂母液通入碳化装置1中，向碳化装置1中通入碳化用气，进行碳化反应，得到含碳酸氢锂的碳化沉锂母液；(2)然后，将碳化沉锂母液输送至蒸发装置2进行浓缩，通过在线监测蒸发冷凝水的液位来控制蒸发比例；(3)将浓缩液离心脱除盐分后输送至中和装置6，向中和装置6中投加液碱或片碱，并通过控制料液终点pH，此时料液中的碳酸氢锂被碱中和形成碳酸锂沉淀而析出；(4)通过对料液进行离心分离得到碳酸锂，从而实现锂元素的回收再利用。

进一步地，所述碳化装置1、蒸发装置2及中和装置6内均设置有搅拌装置；所述搅拌装置包括安装于装置本体外部的驱动电机和延伸至装置本体内部的搅拌轴，搅拌轴上设置有至少两个搅拌桨，多个搅拌桨沿搅拌轴上下或并排布置；另外，也可在搅拌桨上开设有通料孔，以便于物料的穿过，减轻搅拌桨的负担，也可提到对物料的搅拌效果。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种沉锂母液的回收系统，其特征在于，包括依次连接的碳化系统、浓缩系统和中和系统；

2.根据权利要求1所述的沉锂母液的回收系统，其特征在于，所述第二进料口连通有输送管道，所述输送管道上设置有压缩机。

3.根据权利要求2所述的沉锂母液的回收系统，其特征在于，所述碳化装置上还设置有第一pH监测计，所述第一pH监测计与所述压缩机电联锁。

4.根据权利要求1所述的沉锂母液的回收系统，其特征在于，所述浓缩系统还包括蒸汽冷凝装置，以及与蒸汽冷凝装置连接的冷凝水槽，所述蒸汽冷凝装置与所述蒸发装置的上部连通。

5.根据权利要求4所述的沉锂母液的回收系统，其特征在于，所述冷凝水槽上还设置有液位监测装置。

6.根据权利要求4所述的沉锂母液的回收系统，其特征在于，所述蒸汽冷凝装置上还连通有真空泵。

7.根据权利要求1所述的沉锂母液的回收系统，其特征在于，所述蒸发装置上还设置有加热机构以及温度监测装置，所述温度监测装置与所述加热机构电联锁。

8.根据权利要求7所述的沉锂母液的回收系统，其特征在于，所述加热机构的加热介质包括蒸汽、水、电热丝中的任意一种或多种。

9.根据权利要求1所述的沉锂母液的回收系统，其特征在于，所述中和装置内还设置有第二pH监测计。

10.根据权利要求1所述的沉锂母液的回收系统，其特征在于，所述第二分离装置的液相出料口还连接有母液回流管，所述母液回流管的末端与所述碳化装置连接。