一种碳酸锂的制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种碳酸锂的制备工艺，包括如下步骤：步骤S1除杂浓缩工序：盐湖卤水除杂浓缩后，形成含锂浓缩液；步骤S2碳化沉锂工序：向步骤S1的含锂浓缩液中加入尿素法生产联二脲过程中的副产物十水碳酸钠晶体形成反应液，初始状态时，反应液中碳酸钠与锂的摩尔比为1.2～1.6：2，经反应后生成碳酸锂沉淀；步骤S3后序处理工序：分离出步骤S2生成的碳酸锂沉淀，经洗涤、干燥得到碳酸锂产品。本发明专利技术利用尿素法生产联二脲的副产物十水碳酸钠晶体，解决了对该物料的回收利用问题，节省了其长途运输成本。同时也节省了碳酸锂的制备成本，具有较高的经济效益。采用本发明专利技术的制备工艺，还能得到高质量的碳酸锂产品，利于后期使用。

Process for preparing lithium carbonate

The invention discloses a process for preparing lithium carbonate, which comprises the following steps: step S1 impurity concentration process: Saline Lake brine impurity concentration, the formation of lithium containing concentrated solution; step S2 carbide lithium deposition process: adding urea to by-products step S1 containing lithium concentrate in production of two urea process ten water sodium carbonate crystals to form a reaction solution, the initial state, the molar ratio of sodium carbonate and lithium in the reaction solution is 1.2 ~ 1.6:2, the reaction product of lithium carbonate precipitation; step S3 post treatment process: the separation of lithium carbonate in step S2 generated by precipitation, washing and drying to lithium carbonate products. The invention uses urea method to produce ten sodium carbonate crystal of two urea, solves the recycling problem of the material and saves the long-distance transportation cost. At the same time, the preparation cost of lithium carbonate is saved, and the economic benefit is higher. By adopting the preparation process of the invention, high quality lithium carbonate products can be obtained, which is favorable for later use.

【技术实现步骤摘要】
一种碳酸锂的制备工艺
本专利技术涉及卤水提锂的
，具体涉及一种碳酸锂的制备工艺。
技术介绍
锂是自然界中最轻的金属，具有高比热、高电导率和化学活性强等独特的物理化学特性，有着广泛的用途。目前，锂金属及其化合物在玻璃陶瓷、电解铝、润滑脂、空调制冷和有机合成、冶金、医药、化工、试剂等传统工业领域的应用持续增长，在铝锂合金、锂电池和核聚变等民用工业、高科技和军工领域的应用也得到迅猛扩大。因其在锂电池方面的应用，锂金属还被称为“21世纪能源新贵”。目前，从自然界中提取锂的最普遍的方法是矿石提锂法，该法是指以锂辉石、锂云母等固体锂矿石为原料，生产碳酸锂和其他锂产品，锂辉石是主要的含锂矿物之一，又称α型锂辉石，理论含锂量为3.75％。矿石提锂法包括石灰石烧结法和硫酸法，基于成本和工艺的考虑，现普遍采用的是硫酸法，其工艺是将α型锂辉石焙烧至1000℃左右时，使其转变为β型锂辉石，然后将β型锂辉石与硫酸混合，经酸化焙烧，生成可溶硫酸锂，通过浸出得到硫酸锂溶液，经净化、蒸发浓缩、沉锂干燥后制得初级碳酸锂产品。该方法经过50多年的发展工艺已经成熟，但是在该方法中，硫酸只能浸出β型锂辉石，而不能与α型锂辉石反应，因此，需首先通过高温焙烧将α型锂辉石转化为结构较为疏松的β型锂辉石，因此从反应原理的角度考虑，无法降低硫酸法提锂工艺所花费的成本。且目前国内锂盐生产及装备水平参差不齐，多数企业装备落后，污染严重，不利于硫酸法的广泛开展。盐湖卤水中锂资源占自然界锂资源总量的70～80％，因此，从盐湖卤水中提取锂是当今提锂工艺的主攻方向。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种碳酸锂的制备工艺，用于解决现有的矿石提锂法成本高、工艺复杂、污染严重的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种碳酸锂的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1除杂浓缩工序：将盐湖卤水除杂浓缩后，形成含锂浓缩液；步骤S2碳化沉锂工序：向所述含锂浓缩液中加入碳酸钠物料形成反应液，反应初始状态时，所述反应液中碳酸钠与锂的摩尔比为1.2～1.6：2，经反应后，在所述反应液中生成碳酸锂沉淀，其中，所述碳酸钠物料为尿素法生产联二脲过程中的副产物十水碳酸钠晶体；步骤S3后序处理工序：分离出所述碳酸锂沉淀，经洗涤、干燥后得到最终产物碳酸锂产品。优选地，所述步骤S1除杂浓缩工序包括如下步骤：步骤a1：将所述盐湖卤水送入装有锂吸附剂的吸附-脱附装置内，经过吸附、淋洗和脱附操作，制得锂脱附液；步骤b1：通过阳离子交换树脂去除所述锂脱附液中的镁离子，制得除杂液；步骤c1：采用反渗透浓缩工序和蒸发浓缩工序对所述除杂液实现浓缩，形成含锂浓缩液。进一步，步骤S1中所述含锂浓缩液的锂浓度为20～25g/L。优选地，所述步骤S2碳化沉锂工序中的碳酸钠物料为经处理后的碳酸钠精液，所述碳酸钠物料的处理工序包括如下步骤：步骤a2：将所述碳酸钠物料即尿素法生产联二脲过程中的副产物十水碳酸钠放置在溶解槽中，通过加热使其溶解完全，制得碳酸钠溶液；步骤b2：使所述碳酸钠溶液通过微孔过滤器实现除杂，过滤压力为0.05～0.1MPa，制得碳酸钠精液。具体地，步骤a2中所述碳酸钠溶液的加热温度为30～40℃。优选地，步骤S2碳化沉锂工序中，所述反应液在反应过程中的搅拌速率为30～60r/min，反应温度为30～40℃，反应时间持续20～40min。优选地，步骤S2碳化沉锂工序中，反应初始状态时，所述反应液中碳酸钠与锂的摩尔比为1.4：2。优选地，步骤S3后序处理工序中的所述分离方式为升温结晶，所述升温结晶方式中的结晶液温度升至75～85℃。进一步地，所述升温结晶方式分离出的液体采用盐酸中和至pH为5.5～6.5后，使其回放到盐田。优选地，步骤S3后续处理工序中的所述洗涤方式为抽滤洗涤，所述干燥方式为气流干燥和流化干燥合并运用。相比于现有技术，本专利技术所述的碳酸锂的制备工艺具有以下优势：尿素法生产联二脲过程中所产生的副产物十水碳酸钠晶体，因为该副产物中含有少量的烧碱和氯化钠等杂质，在传统的纯碱运用领域受到极大的限制，且该副产物中结晶水含量占总物料比重是62.93％，因此其长途运输的成本很高。将该副产物应用在碳酸锂的制备过程中，解决了对副产物十水碳酸钠回收利用的问题，且将其应用在碳酸锂的制备中节省了对纯碱的用量，从而有效减少了碳酸锂的制备成本，具有较高的经济效益。同时，采用本专利技术提供的碳酸锂的制备工艺，所制得的碳酸锂质量高，杂质少，利于碳酸锂的后期利用。本专利技术所提供的碳酸锂的制备工艺工序简单易控，可全程自动化进行，利于生产稳定持续地进行。具体实施方式本专利技术提供了许多可应用的创造性概念，该创造性概念可大量的体现于具体的上下文中。在下述本专利技术的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本专利技术的具体实施方式的示例性说明，而不构成对本专利技术范围的限制。下面结合具体的实施方式对本专利技术作进一步的描述。本实施例提供一种碳酸锂的制备工艺，包括如下步骤：步骤S1除杂浓缩工序：步骤a1：首先，将盐湖卤水送入装有锂吸附剂的吸附-脱附装置内，使得盐湖卤水依次经过吸附、淋洗和脱附操作，得到锂脱附液。该锂脱附液中的锂离子浓度为0.4～0.6g/L，镁离子浓度为0.5～1.5g/L，钠离子浓度为0.3～0.5g/L，氯离子浓度为2.5～4.0g/L。上述对盐湖卤水的吸附、淋洗、脱附操作为本领域技术人员所熟知，故在此不再详述，本实施例所使用的锂吸附剂包括但不限于锰系吸附剂、铝系吸附剂、钛系吸附剂和复合锑酸盐吸附剂，上述吸附剂均为市面上常见的吸附剂，且售价低。步骤b1:使上述锂脱附液通过钙镁吸附树脂，从而去除锂脱附液中的镁离子，使得镁离子浓度低于0.02mg/L。上述钙镁吸附树脂为阳离子交换树脂中的一种。本实施例所选用的吸附树脂为弱酸性(羟基)阳离子树脂，所得到的料液即为除杂液。步骤c1：对除杂液进行浓缩，从而提高锂离子的浓度。常用的浓缩法包括沉淀法、吸附法、超过滤法、透析法、蒸馏法、干燥法等，本实施例中的浓缩工序优选为反渗透浓缩和蒸发浓缩相结合。反渗透又称逆渗透，是一般以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。反渗透操作通过对膜一侧的高浓度料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透，从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液，高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。本实施例中采用的反渗透法包括但不限于中低压反渗透法、海水淡化反渗透法、高压反渗透法和超高压反渗透法。采用反渗透法处理本实施例中的除杂液，在膜的低压侧得到淡盐水，在高压侧则得到一段锂浓缩液。一段锂浓缩液会将锂浓度提高8～12倍，一般为4.0～6.0g/L。将反渗透法低压侧所制得的淡盐水进行回收，用于离子交换吸附法提锂工序中，可作为淋洗液或脱析液来使用，大大减少了氯化锂生产过程中吸附脱附工序的耗水量，从而降低成本。由于反渗透法的浓缩效果无法达到含锂浓缩液对锂浓度的要求，因此在本实施例反渗透操作之后进一步采用蒸发浓缩工序对含一段锂浓缩液进行浓缩处理。本实施例中的蒸发浓缩工序优选为强制真空循环蒸发浓缩工序，在浓缩过程中相比于普通的蒸发浓缩工序浓缩的效率更高，电力、蒸汽及冷却水的消耗量更低，经由蒸发浓缩工序处理后得到含锂浓缩液，锂浓度为20～25g/L。由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳酸锂的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1除杂浓缩工序：将盐湖卤水除杂浓缩后，形成含锂浓缩液；步骤S2碳化沉锂工序：向所述含锂浓缩液中加入碳酸钠物料形成反应液，反应初始状态时，所述反应液中碳酸钠与锂的摩尔比为1.2～1.6：2，经反应后，在所述反应液中生成碳酸锂沉淀，其中，所述碳酸钠物料为尿素法生产联二脲过程中的副产物十水碳酸钠晶体；步骤S3后序处理工序：分离出所述碳酸锂沉淀，经洗涤、干燥后得到最终产物碳酸锂产品。

【技术特征摘要】
1.一种碳酸锂的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1除杂浓缩工序：将盐湖卤水除杂浓缩后，形成含锂浓缩液；步骤S2碳化沉锂工序：向所述含锂浓缩液中加入碳酸钠物料形成反应液，反应初始状态时，所述反应液中碳酸钠与锂的摩尔比为1.2～1.6：2，经反应后，在所述反应液中生成碳酸锂沉淀，其中，所述碳酸钠物料为尿素法生产联二脲过程中的副产物十水碳酸钠晶体；步骤S3后序处理工序：分离出所述碳酸锂沉淀，经洗涤、干燥后得到最终产物碳酸锂产品。2.根据权利要求1所述的碳酸锂的制备工艺，其特征在于，所述步骤S1除杂浓缩工序包括如下步骤：步骤a1：将所述盐湖卤水送入装有锂吸附剂的吸附-脱附装置内，经过吸附、淋洗和脱附操作，制得锂脱附液；步骤b1：通过阳离子交换树脂去除所述锂脱附液中的镁离子，制得除杂液；步骤c1：采用反渗透浓缩工序和蒸发浓缩工序对所述除杂液实现浓缩，形成含锂浓缩液。3.根据权利要求1或2所述的碳酸锂的制备工艺，其特征在于，步骤S1中所述含锂浓缩液的锂浓度为20～25g/L。4.根据权利要求1所述的碳酸锂的制备工艺，其特征在于，所述步骤S2碳化沉锂工序中的碳酸钠物料为经处理后的碳酸钠精液，所述碳酸钠物料的处理工序包括如下步骤：步骤a2：将所述碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘利德，张能，宁鹏，于雪峰，许振琪，俞莅军，代军礼，雷荣祥，孙学敏，张元金，蒲治文，
申请(专利权)人：青海盐湖工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：青海,63