利用分級(jí)結(jié)晶技術(shù)制備高純度碳酸鋰的方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及一種利用分級(jí)結(jié)晶技術(shù)制備高純度碳酸鋰的方法，包括以下步驟：將鹽湖鹵水通過(guò)包括但不限于電滲析、吸附、納濾、萃取、沉淀、反滲透、離子交換和蒸發(fā)的方法，采用其中一種或多種方法組合進(jìn)行工藝處理后獲得精制氯化鋰溶液1；往精制氯化鋰溶液1中通入碳酸鈉溶液，進(jìn)行一次沉鋰反應(yīng)，獲得碳酸鋰濕晶體1，然后碳酸鋰濕晶體1經(jīng)過(guò)水洗、干燥、粉碎、包裝后獲得高純度碳酸鋰產(chǎn)品；將一次沉鋰反應(yīng)的母液通入結(jié)晶蒸發(fā)設(shè)備，蒸發(fā)過(guò)程中氯化鈉飽和析出，濾除氯化鈉晶體后獲得高濃度氯化鋰溶液2；再通入碳酸鈉溶液進(jìn)行二次沉鋰反應(yīng)，獲得碳酸鋰濕晶體2；將碳酸鋰濕晶體2采用鹽酸溶解，獲得氯化鋰溶液3并和精制氯化鋰溶液1合并。

The method of preparing high purity lithium carbonate by the technology of fractional crystallization

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
利用分級(jí)結(jié)晶技術(shù)制備高純度碳酸鋰的方法
本專(zhuān)利技術(shù)涉及制備碳酸鋰
，具體涉及一種利用分級(jí)結(jié)晶技術(shù)制備高純度碳酸鋰的方法。
技術(shù)介紹
傳統(tǒng)碳酸鋰結(jié)晶工藝中，精制氯化鋰溶液經(jīng)過(guò)沉鋰反應(yīng)后，母液進(jìn)入鹽田蒸發(fā)，回收母液中的鋰。但鹽田存在泄漏、氯化鈉夾帶等問(wèn)題往往鹽田收率只有50％，同時(shí)鹽田蒸發(fā)存在二次污染問(wèn)題，沙塵暴帶來(lái)的泥沙、膠體等雜質(zhì)將會(huì)進(jìn)入沉鋰母液中，造成鹽田回收的碳酸鋰質(zhì)量較差，通常只能低價(jià)處理。因此為了提升綜合收率，傳統(tǒng)結(jié)晶工藝盡量提升一次沉鋰反應(yīng)收率。一次沉鋰反應(yīng)過(guò)程中碳酸鈉的添加量按照摩爾濃度比計(jì)算[CO32-]：[Li+]達(dá)到0.7-0.75，即碳酸根離子過(guò)量40-50％。在沉鋰母液進(jìn)入鹽田前，為了防止蒸發(fā)濃縮過(guò)程中碳酸鋰和氯化鈉同時(shí)析出，又需要往沉鋰母液中添加大量鹽酸趕除沉鋰母液中的碳酸根離子，沉鋰母液中的鋰離子在濃縮后又需要添加碳酸鈉進(jìn)行二次沉鋰，每噸碳酸鋰需要消耗2-2.5噸碳酸鈉，消耗鹽酸1.5-1.8噸(31％工業(yè)級(jí)鹽酸)，造成了碳酸鈉和鹽酸的大量浪費(fèi)，同時(shí)綜合收率較低，一般不足90％，且其中10％的產(chǎn)品只能低價(jià)銷(xiāo)售。另外，沉鋰過(guò)程中碳酸鈉嚴(yán)重過(guò)量將會(huì)造成碳酸鋰產(chǎn)品夾帶碳酸鈉，甚至存在水合碳酸鈉固體的可能性，從而造成碳酸鋰中鈉離子質(zhì)量指標(biāo)超標(biāo)，增加后續(xù)產(chǎn)品精制成本。且為了增加沉鋰收率，沉鋰反應(yīng)溫度過(guò)高(溫度越高碳酸鋰溶解度越小)，同時(shí)碳酸鈉投加量太大，投加流量過(guò)大等因素均造成沉鋰過(guò)程中碳酸鋰過(guò)飽和程度過(guò)大從而造成碳酸鋰結(jié)晶時(shí)晶體細(xì)小、晶體純度低、雜質(zhì)夾帶大，這也是鹽湖鹵水提取碳酸鋰產(chǎn)品質(zhì)量較差無(wú)法達(dá)到電池級(jí)碳酸鋰的原因。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種收率提升，產(chǎn)品質(zhì)量高，酸堿用量大幅降低且結(jié)晶成本大幅降低的利用分級(jí)結(jié)晶技術(shù)制備高純度碳酸鋰的方法。為此，采用的技術(shù)方案為一種利用分級(jí)結(jié)晶技術(shù)制備高純度碳酸鋰的方法，包括下述步驟：步驟S1：將鹽湖鹵水通過(guò)包括但不限于電滲析、吸附、納濾、萃取、沉淀、反滲透、離子交換和蒸發(fā)的方法，采用其中一種或多種方法組合進(jìn)行工藝處理后獲得精制氯化鋰溶液1；步驟S2：往精制氯化鋰溶液1中通入碳酸鈉溶液，碳酸鈉溶液的加入量按照摩爾濃度比[CO32-]：[Li+]≤0.55：1，進(jìn)行一次沉鋰反應(yīng)，獲得碳酸鋰濕晶體1，然后碳酸鋰濕晶體1經(jīng)過(guò)水洗、干燥、粉碎、包裝后獲得高純度碳酸鋰產(chǎn)品；步驟S3：將步驟2中一次沉鋰反應(yīng)的母液通入結(jié)晶蒸發(fā)設(shè)備，蒸發(fā)過(guò)程中氯化鈉飽和析出，濾除氯化鈉晶體后獲得高濃度氯化鋰溶液2；步驟S4：往高濃度氯化鋰溶液2中通入碳酸鈉溶液進(jìn)行二次沉鋰反應(yīng)，碳酸鈉的加入量按照摩爾濃度比[CO32-]：[Li+]≤0.7，獲得碳酸鋰濕晶體2；步驟S5：將碳酸鋰濕晶體2采用鹽酸溶解，獲得氯化鋰溶液3；步驟S6：將氯化鋰溶液3和精制氯化鋰溶液1合并，繼續(xù)重復(fù)步驟2-5。優(yōu)選的，精制氯化鋰溶液1中：Li+的含量為L(zhǎng)i+≤30g/L；Na+的含量為Na+≤30g/L；B的含量為B≤1.5g/L；Mg2+的含量為Mg2+≤10ppm；Ca2+的含量為Ca2+≤10ppm；SO42-的含量為SO42-≤10ppm。優(yōu)選的，精制氯化鋰溶液1中：Li+的含量為20g/L≤Li+≤25g/L；Na+的含量為Na+≤15g/L；B的含量為B≤100ppm；Mg2+的含量為Mg2+≤1ppm；Ca2+的含量為Ca2+≤1ppm；SO42-的含量為SO42-≤1ppm。優(yōu)選的，步驟S2中一次沉鋰反應(yīng)溫度設(shè)為30-50℃，往精制氯化鋰溶液1中通入碳酸鈉溶液，進(jìn)行沉鋰反應(yīng)，待碳酸鈉溶液全部通入后養(yǎng)晶30分鐘-1小時(shí)，然后升溫至80-90℃，并保持80-90℃的溫度30分鐘-2小時(shí)。優(yōu)選的，步驟S2中一次沉鋰反應(yīng)時(shí)碳酸鈉溶液的濃度設(shè)為50-300g/L，先往精制氯化鋰溶液1中低流量通入低濃度碳酸鈉溶液，然后逐漸加大碳酸鈉溶液濃度及通入流量。優(yōu)選的，步驟S2中往精制氯化鋰溶液1中通入碳酸鈉溶液的加入量按照摩爾濃度比0.4≤[CO32-]：[Li+]≤0.5。優(yōu)選的，步驟S3中所述的高濃度氯化鋰溶液2中鋰離子濃度為10g/L-30g/L。優(yōu)選的，步驟S3中所述的氯化鈉晶體采用氯化鈉晶體重量10％-50％的純水淋洗，回收氯化鈉晶體中夾帶的鋰，淋洗液并入高濃度氯化鋰溶液2中。優(yōu)選的，步驟S5中所述的碳酸鋰濕晶體2采用鹽酸溶解，并控制反應(yīng)終點(diǎn)為pH7-12。本專(zhuān)利技術(shù)技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn)：1.本專(zhuān)利技術(shù)提供的利用分級(jí)結(jié)晶技術(shù)制備高純度碳酸鋰的方法，碳酸鈉和氯化鋰等當(dāng)量或碳酸鈉略低于氯化鋰當(dāng)量數(shù)添加，進(jìn)行一次沉鋰反應(yīng)，沉鋰母液采用結(jié)晶蒸發(fā)設(shè)備，濃縮母液中氯化鋰并分離飽和析出的氯化鈉，獲得的蒸發(fā)濃縮液進(jìn)行二次沉鋰，二次沉鋰濕晶體用鹽酸溶解后返回精制氯化鋰溶液中進(jìn)行一次沉鋰。同時(shí)在沉鋰過(guò)程中通過(guò)控制反應(yīng)溫度、控制碳酸鈉加入的濃度及流量，控制養(yǎng)晶時(shí)間來(lái)提升碳酸鋰產(chǎn)品純度。2.本專(zhuān)利技術(shù)沉鋰收率達(dá)到95％以上，全部產(chǎn)品為高純度碳酸鋰，與傳統(tǒng)碳酸鋰結(jié)晶技術(shù)相比，收率提升5％，沒(méi)有低質(zhì)量產(chǎn)品，酸堿用量大幅降低，結(jié)晶成本大幅降低。3.本專(zhuān)利技術(shù)為鹽湖提鋰生產(chǎn)企業(yè)降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、搶占市場(chǎng)先機(jī)，提升鋰資源綜合利用率提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。具體實(shí)施方式下面將對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本專(zhuān)利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本專(zhuān)利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專(zhuān)利技術(shù)保護(hù)的范圍。實(shí)施例1一種鹽湖鹵水通過(guò)吸附、納濾、反滲透、離子交換、蒸發(fā)等方法處理后，獲得精制氯化鋰溶液1，其質(zhì)量指標(biāo)為L(zhǎng)i+：22g/L，Na+：12g/L，B：60ppm；Mg2+：1ppm，Ca2+：1ppm，SO42-：1ppm；具體結(jié)晶步驟如下：a)碳酸鈉溶液總添加量按照摩爾濃度比[CO32-]：[Li+]為0.5；b)控制沉鋰反應(yīng)釜初始沉鋰反應(yīng)溫度為40℃；c)控制初始碳酸鈉進(jìn)料濃度為100g/L，進(jìn)料體積為精制氯化鋰溶液1體積的20％，按20分鐘時(shí)間勻速進(jìn)料；d)攪拌養(yǎng)晶20分鐘；e)控制碳酸鈉的進(jìn)料濃度為250g/L，進(jìn)料體積為精制氯化鋰溶液1體積的54.6％，按20分鐘時(shí)間勻速進(jìn)料；f)攪拌養(yǎng)晶15分鐘；g)升溫，15分鐘內(nèi)反應(yīng)釜升溫至85℃，并保持反應(yīng)釜溫度45分鐘；h)采用板框分離獲得碳酸鋰濕晶體1和一次沉鋰母液；i)碳酸鋰濕晶體1經(jīng)過(guò)漿洗、干燥、粉碎后獲得高純度碳酸鋰產(chǎn)品；j)碳酸鋰一次沉鋰母液采用結(jié)晶蒸發(fā)裝置濃縮，控制蒸發(fā)濃縮液鋰離子濃度為22g/L，獲得高濃度氯化鋰溶液2；k)蒸發(fā)濃縮過(guò)程中氯化鈉飽和析出，采用離心機(jī)分離氯化鈉晶體，分離獲得的濾液返回結(jié)晶蒸發(fā)裝置繼續(xù)蒸發(fā)；l)分離獲得的氯化鈉晶體采用本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種利用分級(jí)結(jié)晶技術(shù)制備高純度碳酸鋰的方法，包括以下步驟：/n步驟S1：將鹽湖鹵水通過(guò)包括但不限于電滲析、吸附、納濾、萃取、沉淀、反滲透、離子交換和蒸發(fā)的方法，采用其中一種或多種方法組合進(jìn)行工藝處理后獲得精制氯化鋰溶液1；/n步驟S2：往精制氯化鋰溶液1中通入碳酸鈉溶液，碳酸鈉溶液的加入量按照摩爾濃度比[CO

【技術(shù)特征摘要】
1.一種利用分級(jí)結(jié)晶技術(shù)制備高純度碳酸鋰的方法，包括以下步驟：
步驟S1：將鹽湖鹵水通過(guò)包括但不限于電滲析、吸附、納濾、萃取、沉淀、反滲透、離子交換和蒸發(fā)的方法，采用其中一種或多種方法組合進(jìn)行工藝處理后獲得精制氯化鋰溶液1；
步驟S2：往精制氯化鋰溶液1中通入碳酸鈉溶液，碳酸鈉溶液的加入量按照摩爾濃度比[CO32-]：[Li+]≤0.55：1，進(jìn)行一次沉鋰反應(yīng)，獲得碳酸鋰濕晶體1，然后碳酸鋰濕晶體1經(jīng)過(guò)水洗、干燥、粉碎、包裝后獲得高純度碳酸鋰產(chǎn)品；
步驟S3：將步驟2中一次沉鋰反應(yīng)的母液通入結(jié)晶蒸發(fā)設(shè)備，蒸發(fā)過(guò)程中氯化鈉飽和析出，濾除氯化鈉晶體后獲得高濃度氯化鋰溶液2；
步驟S4：往高濃度氯化鋰溶液2中通入碳酸鈉溶液進(jìn)行二次沉鋰反應(yīng)，碳酸鈉的加入量按照摩爾濃度比[CO32-]：[Li+]≤0.7，獲得碳酸鋰濕晶體2；
步驟S5：將碳酸鋰濕晶體2采用鹽酸溶解，獲得氯化鋰溶液3；
步驟S6：將氯化鋰溶液3和精制氯化鋰溶液1合并，繼續(xù)重復(fù)步驟2-5。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用分級(jí)結(jié)晶技術(shù)制備高純度碳酸鋰的方法，其特征在于，精制氯化鋰溶液1中：
Li+的含量為L(zhǎng)i+≤30g/L；
Na+的含量為Na+≤30g/L；
B的含量為B≤1.5g/L；
Mg2+的含量為Mg2+≤10ppm；
Ca2+的含量為Ca2+≤10ppm；
SO42-的含量為SO42-≤10ppm。


3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用分級(jí)結(jié)晶技術(shù)制備高純度碳酸鋰的方法，其特征在于，精制氯化鋰溶液1中：
Li+的含量為20g/L≤Li+≤25g/L；
Na+的含量為Na+≤15g/L；
B...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曹建勇，袁桅，趙清，楊榮，梅波，寇瑞強(qiáng)，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：啟迪清源北京科技有限公司，青海啟迪清源新材料有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11