一水氫氧化鋰生產工藝制造技術

本工藝是硫酸鋰溶液與燒堿進行復分解反應，形成硫酸鈉與氫氧化鋰溶液混合物。利用硫酸鈉與一水氫氧化鋰在低溫下溶解度的顯著差異將兩者分離。包括以下步驟：在鋰精礦經焙燒、酸化、制漿、浸出和初步濃縮的硫酸鋰溶液中，加入氫氧化鈉得到硫酸鈉與氫氧化鋰溶液混合物；將混合溶液降溫冷凍到５～－１０℃，經結晶后分離出硫酸鈉；將由冷凍分離來的清液，加熱，蒸發濃縮；結晶并分離，得一水氫氧化鋰粗品；一水氫氧化鋰粗品用水溶解后，加入氫氧化鋇，形成不溶的硫酸鋇，過濾，濾出液經蒸發濃縮、結晶、分離，得濕一水氫氧化鋰；干燥得一水氫氧化鋰。本發明專利技術工藝路線大大縮短，鋰收率大有改善，成本大幅度降低。是鋰化合產品生產的一次革命。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】?一水氫氧化鋰生產工藝
本專利技術涉及一種一水氫氧化鋰生產工藝。特別是一種利用一水氫氧化鋰與其副產物的化學反應特性及其溶解度不同的特點，由硫酸鋰溶液直接生產產品和實現產品分離的新工藝。
技術介紹
現有技術中生產一水氫氧化鋰的主要工藝有以下二種：1、碳酸鋰苛化法。即由碳酸鋰用氫氧化鈣苛化，形成容易分離的碳酸鈣和氫氧化鋰溶液。其按碳酸鋰的原料來源又可分類，現主要有二種來源：(1)、使用鋰輝石，這種方法的原理是在溫度250～300℃下按以下反應式用硫酸分解β-鋰輝石：在反應中，鋰輝石中的鋁硅酸鹽同硫酸發生離子交換，使鋰輝石中的鋰被氫置換，而礦物的結構實際上并未被破壞，所得的化合物H2O·Al2O3·4SiO2也不溶于水中，可用水浸取反應混合物，得到硫酸鋰溶液，再用碳酸鈉從浸取的硫酸鋰溶液中把鋰以碳酸鋰的形式沉淀出來。(2)、鹵水提取。一些特殊海域的天然海鹵水和某些鹽湖鹵水都可成為鋰及鋰化合物的工業原料，在國內和國外均有報道。鹵水中鋰的濃度低于100ppm，一般并不是單獨為了制取鋰而加工鹵水的，從鹵水中還可制取硼砂、碳酸鉀、氯化鈉、硫酸鈉和氯化鎂等。在加工過程中使溶液中的鋰得到富集，將鋰沉淀為Li2NaPO4，再將混合磷酸鹽轉變成碳酸鋰。用碳酸鋰與氫氧化鈣苛化的方法，就現在的情況已經基本成熟，但前提是首先必須按以上二種方法生產碳酸鋰，其工藝路線長，能量消耗大，苛化后的苛化渣中即碳酸鈣渣中的鋰殘留量較高，造成鋰收率低，形成生產成本較高難以降低。2、石灰法。將含鋰的礦石同石灰或石灰石一起燒結，然后用水分解燒結塊，浸取液經過多次蒸發，即可從溶液中結晶出一水氫氧化鋰。鋰輝石與氧化鈣在-->1000℃時的反應可用下列反應式來表示：石灰法的主要優點是適用性很強，因為它可用來分解幾乎所有的鋰礦石。石灰法的反應過程不需要希缺的物料。其缺點是要求精礦中鋰的含量很高，因為在燒結時，石灰會使精礦貧化；在浸取燒結塊時得到的是氫氧化鋰的稀溶液，因而蒸發時就需要體積龐大的設備，要消耗大量的熱能，而且渣量大，使鋰損失增大。美國福特公司早期提取鋰的工藝就是將α-鋰精石與3.7倍重量的石灰石混合進行煅燒。將所得的燒結塊經粉碎、浸取、蒸發、和結晶等一系列處理，從凈化的溶液里制得一水氫氧化鋰。中國也有用鋰云母與3倍重量的石灰石混合進行焙燒，將所得的焙燒料經粉碎、浸取、蒸發和結晶等一系列處理，從凈化的溶液里制得一水氫氧化鋰。
技術實現思路
本專利技術將提供一種新的工藝方法，以克服傳統工藝工藝路線長，能量消耗大的不足，并且由于工藝過程的縮短，使鋰的損失得到了有效的降低，從而使氫氧化鋰的得率提高，并進一步降低了生產成本。本工藝方法是由鋰精礦用硫酸法生產碳酸鋰、再生產氫氧化鋰的工藝流程中制得硫酸鋰溶液的基礎上的一種全新工藝。本工藝徹底改變由硫酸鋰到碳酸鋰再生產氫氧化鋰的過程，而是用硫酸鋰溶液與燒堿進行復分解反應，冷凍分離直接生產氫氧化鋰。其工藝包括以下步驟：(1)、由鋰精礦經焙燒、酸化、制漿、浸出和初步濃縮的硫酸鋰溶液。(該前段生產工藝仍用現有的生產工藝)；(2)、在硫酸鋰溶液中加入氫氧化鈉，得到硫酸鈉與氫氧化鋰溶液混合物，?????(3)、將硫酸鈉與氫氧化鋰混合溶液降溫冷凍，溶液溫度降到5～-10℃，經結晶后分離出硫酸鈉；(4)、將由冷凍分離來的清液，加熱，蒸發濃縮；(5)、結晶并分離，得一水氫氧化鋰粗品；(6)、一水氫氧化鋰粗品用水溶解后，加入氫氧化鋇，形成不溶的硫酸鋇，-->過濾除去沉淀物及雜物，濾出液經蒸發濃縮、結晶、分離，得濕一水氫氧化鋰，其除去SO42-的反應式表示如下：(7)、干燥得一水氫氧化鋰。以上工藝進一步改進和細化，可以有以下優化方案：(1)、由鋰精礦經焙燒、酸化、制漿、浸出和初步濃縮的硫酸鋰溶液；(2)、在硫酸鋰溶液中加入氫氧化鈉，并不斷加溫，調整Ph值到12～14，加溫到90～95℃，靜止，靜止后的料液過濾，除去Ca、Fe、Mn等多種雜物，得到硫酸鈉與氫氧化鋰溶液混合物，即為預制液；(3)、將硫酸鈉與氫氧化鋰混合溶液降溫冷凍，溶液溫度降到-1～-5℃，經結晶后分離出十水硫酸鈉，冷母液經進一步結晶沉淀分離出硫酸鈉后，進入清液槽；(4)、由冷凍分離來的清液，也稱完成液，經泵送至二次濃縮罐即沉鋰罐中，用蒸汽加熱蒸發濃縮達到一定的濃度；(5)、放料經出料溜槽至粗品結晶槽，含有一水氫氧化鋰結晶的固液混合物經由離心機分離，得氫氧化鋰粗品；(6)、粗一水氫氧化鋰按一定比例進入水中在粗品溶解罐中重溶解，溶解后實測SO42-含量，并以此決定加入相當量的八水氫氧化鋇，形成不溶的硫酸鋇，過濾除去沉淀物及雜物，濾出液直接送至濕產品濃縮罐，經蒸發濃縮，達到濃度后出料給濕產品結晶槽，含一水氫氧化鋰固體結晶的固液物經離心機分離，得濕一水氫氧化鋰。其除去SO42-的反應用下式表示：????(7)、干燥得一水氫氧化鋰；(8)、分離出的粗、濕產品母液經收集，回收使用。在上述工藝的第(1)、(2)步驟之間，還可以增加以下步驟：經初步蒸發的Li2O濃度在45～55g/l的濃縮液，與Li2O濃度為55～65g/l的粗品母液，按預計Li2O含量50g/l配制。然后再進行下一步驟：加入氫氧化鈉。-->在上述工藝中還可以增加以下步驟：十水硫酸鈉加水溶解，送單效蒸發器加熱，經熱析后送至往復式離心機分離，固體即濕無水硫酸鈉進烘干機干燥，即產出副產品無水硫酸鈉。含有少量的鋰的液體，回冷凍系統以提高鋰的綜合收率。本工藝方法與原先的由鋰精礦生產碳酸鋰，再苛化生產氫氧化鋰的工藝比較，工藝路線大大縮短，鋰收率大有改善，生產成本有較大幅度的降低。因而本生產工藝的專利技術具有極大經濟效益；同時本工藝方法的工業化實踐，對整個鋰化合產品的生產具有極高的指導意義，可以說本工藝的工業化對鋰化合產品的生產是一次革命。附圖說明圖1為實施例1工藝流程圖。具體實施方式實施例1，參照圖1：1、由鋰精礦經焙燒、酸化、制漿、浸出和初步濃縮的硫酸鋰溶液的前段生產工藝仍用現有的生產工藝。其中間產出的硫酸鋰溶液直接用于新工藝。2、配料(預制液)：經初步蒸發的Li2O濃度在45～55g/l的濃縮液，與Li2O濃度為55～65g/l的粗品母液，按預計Li2O含量50g/l配制。加入氫氧化鈉，不斷加溫，并調整PH值至12～14，加溫至90～95℃，靜止一段時間，出料。靜止后的料液泵入板框壓濾機過濾，除去Ca、Fe、Mn等多種雜物，即為預制液，自流至中間貯罐。需要時，再經泵送至預制液貯槽，或直接送到下工段的預制液的預冷槽中。3、冷凍：由預制液崗位(或預制液貯槽)的預制液泵送到冷凍罐中降溫冷凍。溶液溫度降到5～-10℃，溶液由冷凍結晶槽自流入析鈉結晶罐，經結晶后放入離心機分離出十水硫酸鈉，冷母液用泵至冷凍液結晶分離罐中進一步結晶沉淀分離出十水硫酸鈉。靜止數十分鐘后，上部清液放入清液槽，由泵送至下崗位的清液貯罐。下部混濁液經離心機分離出十水硫酸鈉，母液回至冷凍結晶罐。十水硫酸鈉加水溶解，送單效蒸發器加熱，經熱析后送至往復式離心機分離，固體即濕無水硫酸鈉進烘干機干燥，即產出副產品無水硫酸鈉。熱析出的-->母液送至冷凍結晶罐冷凍(進主系統)。離心機分離出的母液自流到原十水溶解罐，上層清液送冷凍結晶罐冷凍。4、沉鋰、重結晶；由冷凍本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種一水氫氧化鋰生產工藝，工藝包括以下步驟：　　　　（１）、由鋰輝礦經焙燒、酸化、制漿、浸出和初步濃縮的硫酸鋰溶液；　　　　（２）、在硫酸鋰溶液中加入氫氧化鈉，得到硫酸鈉與氫氧化鋰溶液混合物；　　　　Ｌｉ↓［２］ＳＯ↓［４］＋２ＮａＯＨ→２ＬｉＯＨ＋Ｎａ↓［２］ＳＯ↓［４］　　　　（３）、將硫酸鈉與氫氧化鋰混合溶液降溫冷凍，溶液溫度降到５～－１０℃，經結晶后分離出硫酸鈉；　　　　（４）、由冷凍分離來的清液，加熱，蒸發濃縮；　　　　（５）、結晶并離心分離，得氫氧化鋰粗品；　　　　（６）、在粗品一水氫氧化鋰溶解液中加入氫氧化鋇，形成不溶的硫酸鋇，過濾除去沉淀物及雜物，濾出液經蒸發濃縮、結晶、分離，得濕一水氫氧化鋰：　　　　Ｂａ（ＯＨ）↓［２］＋ＳＯ↓［４］↑［２－］→ＢａＳＯ↓［４］＋２ＯＨ↑［－］　　　　（７）、干燥得一水氫氧化鋰。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1、一種一水氫氧化鋰生產工藝，工藝包括以下步驟：(1)、由鋰輝礦經焙燒、酸化、制漿、浸出和初步濃縮的硫酸鋰溶液；(2)、在硫酸鋰溶液中加入氫氧化鈉，得到硫酸鈉與氫氧化鋰溶液混合物；??????(3)、將硫酸鈉與氫氧化鋰混合溶液降溫冷凍，溶液溫度降到5～-10℃，經結晶后分離出硫酸鈉；(4)、由冷凍分離來的清液，加熱，蒸發濃縮；(5)、結晶并離心分離，得氫氧化鋰粗品；(6)、在粗品一水氫氧化鋰溶解液中加入氫氧化鋇，形成不溶的硫酸鋇，過濾除去沉淀物及雜物，濾出液經蒸發濃縮、結晶、分離，得濕一水氫氧化鋰：?????(7)、干燥得一水氫氧化鋰。2、按照權利要求1所述的一水氫氧化鋰生產工藝，其具體步驟如下：(1)、由鋰輝礦經焙燒、酸化、制漿、浸出和初步濃縮的硫酸鋰溶液；(2)、在硫酸鋰溶液中加入氫氧化鈉，調整Ph值到12～14，加溫到90～95℃，靜止，靜止后的料液過濾，除去Ca、Fe、Mn等雜物，得到硫酸鈉與氫氧化鋰溶液混合物，即為預制液；(3)、將硫酸鈉與氫氧化鋰混合溶液降溫冷凍，溶液溫度降到-1～-5℃，經結晶后分離出十水硫酸鈉，冷母液進一步結晶沉淀分離出硫酸鈉，母液回至冷凍結晶罐；(4)、由冷凍分離來的清液，也稱完成液，由泵送至本崗位的清液貯槽中，經泵送至二次濃縮罐即沉鋰罐中，用蒸汽加熱蒸發濃縮；(5)、放料經出料溜槽至粗品結晶槽，含有一水氫氧化鋰結晶的固液混合物經由離心機分離，得氫氧化鋰粗品；(6)、粗一水氫氧化鋰按一定比例進入水中在粗品溶解罐中重溶解，溶解后實測SO42-含量，并以此決定加入相當量的八水氫氧化鋇，形成不溶的硫酸鋇，過濾除去沉淀物及雜物，濾出液直接送至濕產品濃縮罐，經蒸發濃縮，達到濃度后出料給濕產品結晶槽，含一水氫氧化鋰結晶的固液物經離心機分離，得濕一水氫氧化鋰...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李南平，葛建敏，景曉輝，
申請(專利權)人：南通泛亞鋰業有限公司，
類型：發明
國別省市：32[中國|江蘇]