一种氢氧化锂和碳酸锂生产过程除钾的方法与流程

本发明涉及基础锂盐生产，具体涉及一种氢氧化锂和碳酸锂生产过程除钾的方法。

背景技术：

1、锂盐尤其是碳酸锂广泛应用于玻璃、陶瓷、润滑剂等领域，在高新技术领域如锂电池、核能、航空航天等领域也有广泛的应用。尤其是近年来新能源汽车行业、大规模能量存储设备、3c设备、可穿戴设备等迅速发展下，全球市场对碳酸锂的需求量正在逐年增加。

2、全球锂资源可分为矿石和卤水资源，其中矿石资源主要是锂辉石、锂云母、磷锂铝石、锂长石。我国主要富产锂辉石和锂云母，但锂辉石主要分布于四川阿坝、甘孜州一带，交通不便，开采较为困难。我国还有丰富的锂云母，其中江西宜春钽铌矿伴生锂云母、铷、铯的多金属矿床是世界上已知的最大伴生云母矿床，其氧化锂含量为3～4.5％,具有较好的工业应用价值。

3、现有技术提取锂盐的过程中，当母液内k含量到达约50g/l以上时，将母液全部排入除k系统内，将生产系统内的k一次性去除，使系统k含量回归初始状态。该方法生产出的碳酸锂副产品杂质含量高，无法返溶进入生产系统回收利用，导致金属收率降低，金属收率约为80-85％；同时由于母液k含量富集到50g/l才会进行除k，在富集过程中，产品k指标最高可达0.01％，除k后产品k指标降至0.0001％，指标控制极其不稳定。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种氢氧化锂和碳酸锂生产过程除钾的方法，解决现有技术中每次除k前后，产品k指标最高可达0.01％，除k后产品k指标降至0.0001％，指标控制极其不稳定，以及除k过程中金属收率较低的技术问题。

2、本发明公开了一种氢氧化锂和碳酸锂生产过程除钾的方法，根据母液浓度连续不间断除钾，将母液通入沉碳酸锂罐，除钾时不浓缩，在沉碳酸锂罐中进行母液碳化，碳化完成后母液进入沉磷酸锂罐，进行沉磷酸锂。

3、进一步的，每日去除量计算公式为：

4、v＝z【ab/x+y(x-16)/x】

5、式中v为每日去除量(m3)，x为母液k含量(g/l)，y为母液库存量(m3)，a为每日主浸液引入量(m3)，b为每日入量主浸液k含量(g/l)，z为去除系数，取数范围:1～1.5。

6、进一步的，考虑生产过程中辅料引入后每日去除量计算公式为：v＝z【(ab+cd+ef)/x+y(x-16)/x】

7、式中v为每日去除量(m3)，x为母液k含量(g/l)，y为母液库存量(m3)，a为每日主浸液引入量(m3)，b为每日入量主浸液k含量(g/l)，c为除杂剂使用量(t)，d为除杂剂k含量(％)，e为naoh使用量(m3)，f为naoh的k含量(g/l)，z为去除系数，取数范围:1～1.5。

8、进一步的，所述碳化步骤中先将液态二氧化碳通入汽化器再将气态二氧化碳通入沉碳酸锂罐中。通过汽化器汽化后，液体二氧化碳变为气态，从而增加反应面积、提高反应速率。

9、进一步的，所述气态二氧化碳压力为0.01-0.05mpa。

10、通过限制气态二氧化碳的压力避免压力过高导致二氧化碳充入过程中温度剧烈上升，使碳酸根分解，碳化效率降低。

11、进一步的，所述碳化温度为70-95℃。

12、母液碳化(2lioh+co2→li2co3↓+h2o)为一个放热过程，而碳酸的分解是一个吸热且熵增的过程，反应温度越高母液内碳酸含量越低，碳化效率也会降低。碳化温度为70-95℃在该温度下，二氧化碳反应程度最高。

13、进一步的，所述碳化过程中ph到达12后，停止加入气态二氧化碳。

14、进一步的，停止加入气态二氧化碳后持续对沉碳酸锂罐内的母液进行搅拌，然后对搅拌后的母液进行固液分离。

15、进一步的，固液分离后的低k碳酸锂返回生产系统进行返溶回收，增加收率。

16、进一步的，在所述沉磷酸锂罐中加入磷酸并搅拌，所述磷酸质量为母液中氧化锂质量的三倍。

17、磷酸的加入，可以将母液内的li进一步提取，减少li的外排，可以帮助去除碳化后母液内的碳酸根，省去了其他工艺里的除碳酸根步骤，优化了整体工艺，减少了成本投入。

18、进一步的，所述磷酸加入后持续加入液碱并搅拌，当ph达到12时停止加入液碱。

19、进一步的，所述沉磷酸锂步骤中最后将母液分离出固体磷酸锂装包，液体转入蒸发器内进行蒸发浓缩。

20、进一步的，所述分离出固体磷酸锂步骤至少进行两次。保证固体磷酸锂全部被分离出来。

21、进一步的，所述蒸发浓缩处理后物料比重为1.4-1.55g/ml。

22、进一步的，当物料比重达标后开始排料进入硫酸钾结晶罐。

23、进一步的，所述硫酸钾结晶罐中物料温度降至60-80℃后，硫酸钾结晶罐下料进入硫酸钾离心机内，硫酸钾离心机控制转速为1250rad/min，离心时间为20min，将硫酸钾固体与硫酸钾母液进行分离。

24、分离出的硫酸钾固体包装外售，而硫酸钾母液再次进入蒸发器内循环蒸发，不再进入生产系统内部，避免高k硫酸钾母液污染产品，引起产品k指标异常。

25、与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

26、1.系统内的母液连续处理，通过母液内k含量的高低增加或减少母液处理量，从而保证系统内k含量处于一个较低、且稳定的数值；

27、2.通过限制气态二氧化碳的压力避免压力过高导致二氧化碳充入过程中温度剧烈上升，使碳酸根分解，碳化效率降低；

28、3.母液碳化(2lioh+co2→li2co3↓+h2o)为一个放热过程，而碳酸的分解是一个吸热且熵增的过程，反应温度越高母液内碳酸含量越低，碳化效率也会降低。碳化温度为70-95℃在该温度下，二氧化碳反应程度最高；

29、4.磷酸的加入，可以将母液内的li进一步提取，减少li的外排，可以帮助去除碳化后母液内的碳酸根，省去了其他工艺里的除碳酸根步骤，优化了整体工艺，减少了成本投入；

30、5.分离出的硫酸钾固体包装外售，而硫酸钾母液再次进入蒸发器内循环蒸发，不再进入生产系统内部，避免高k硫酸钾母液污染产品，引起产品k指标异常；

31、6.不对母液进行浓缩，通过控制母液k含量不超过一定限值前，进行碳化得到碳酸锂副产品，此时的碳酸锂含k量低，可返回系统进行返溶回收利用，提高了金属收率，金属收率可以达到85-89％。

技术特征：

1.一种氢氧化锂和碳酸锂生产过程除钾的方法，其特征在于：根据母液浓度连续不间断除钾，将母液通入沉碳酸锂罐，除钾时不浓缩，在沉碳酸锂罐中进行母液碳化，碳化完成后母液进入沉磷酸锂罐，进行沉磷酸锂。

2.根据权利要求1所述的一种氢氧化锂和碳酸锂生产过程除钾的方法，其特征在于：每日去除量计算公式为：

3.根据权利要求2所述的一种氢氧化锂和碳酸锂生产过程除钾的方法，其特征在于：考虑生产过程中辅料引入后每日去除量计算公式为：v＝z【(ab+cd+ef)/x+y(x-16)/x】

4.根据权利要求1所述的一种氢氧化锂和碳酸锂生产过程除钾的方法，其特征在于：所述碳化步骤中先将液态二氧化碳通入汽化器再将气态二氧化碳通入沉碳酸锂罐中。

5.根据权利要求4所述的一种氢氧化锂和碳酸锂生产过程除钾的方法，其特征在于：所述气态二氧化碳压力为0.01-0.05mpa。

6.根据权利要求1所述的一种氢氧化锂和碳酸锂生产过程除钾的方法，其特征在于：所述碳化温度为70-95℃。

7.根据权利要求1所述的一种氢氧化锂和碳酸锂生产过程除钾的方法，其特征在于：所述碳化过程中ph到达12后，停止加入气态二氧化碳。

8.根据权利要求7所述的一种氢氧化锂和碳酸锂生产过程除钾的方法，其特征在于：停止加入气态二氧化碳后持续对沉碳酸锂罐内的母液进行搅拌，然后对搅拌后的母液进行固液分离。

9.根据权利要求8所述的一种氢氧化锂和碳酸锂生产过程除钾的方法，其特征在于：固液分离后的低k碳酸锂返回生产系统进行返溶回收。

10.根据权利要求1所述的一种氢氧化锂和碳酸锂生产过程除钾的方法，其特征在于：在所述沉磷酸锂罐中加入磷酸并搅拌，所述磷酸质量为母液中氧化锂质量的三倍。

技术总结
本发明涉及基础锂盐生产技术领域，具体涉及一种氢氧化锂和碳酸锂生产过程除钾的方法，根据母液浓度连续不间断除钾，将母液通入沉碳酸锂罐，除钾时不浓缩，在沉碳酸锂罐中进行母液碳化，碳化完成后母液进入沉磷酸锂罐，进行沉磷酸锂。系统内的母液连续处理，通过母液内K含量的高低增加或减少母液处理量，从而保证系统内K含量处于一个较低、且稳定的数值。

技术研发人员：金和山,张祥,毛美林,岳代文,童港华,黄健,李波,黄刚,邹坤林,张红兵,蔡敏,贾旭勇,吴斌,徐鑫照
受保护的技术使用者：宜宾市天宜锂业科创有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15