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化工原料常见问题

几种碳酸锂生产工艺技术简介及比较

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碳酸锂的生产工艺根据所用的原料来源的不同,提取碳酸锂的方法也不同,目前大致可分为盐湖卤水提取、海水提取和锂矿石(锂云母、锂辉石)提取工艺。盐湖卤水中镁含量高,镁锂分离困难,海水中锂含量较低,目前国内还是主要以锂矿石为原料来提取碳酸锂。本文重点分析以锂矿石为原料提取碳酸锂的工艺。  

碳酸锂.png

一  以锂矿石为原料提取碳酸锂  

1.1硫酸法工艺  

硫酸法工艺在从锂矿石提取碳酸锂行业中运用比较广泛,先将锂矿石高温焙烧,使其结构疏松,冷却后球磨,与足量的硫酸混合,在回转炉中250℃下焙烧。出炉后水浸得粗硫酸锂溶液,调pH除杂后,加入碳酸钠沉淀,干燥,得到碳酸锂产品。  


1.2锂矿石与硫酸盐混合烧结工艺  

将锂矿石与硫酸盐在一定的温度下混合烧结,经一系列物理、化学反应后,硫酸盐中的金属元素将矿石中的锂置换成可溶性的硫酸盐,主要杂质生成难溶于水的化合物,然后将烧结后的熟料浸出分离,锂离子进入溶液,经净化、浓缩、沉淀后得到碳酸锂产品。  

1.3氯化焙烧工艺  

氯化焙烧工艺主要是利用氯化剂使矿石中的锂及其他有价金属转化为氯化物进行提取的,氯化焙烧法生产工艺有两种:一种是中温氯化法,在低于碱金属氯化物沸点的温度下制得含氯化物的烧结块,经过溶出使之与杂质分离;另一种是高温氯化或氯化挥发焙烧。在高于其沸点的温度下进行焙烧,使氯化物成为气态挥发出来与杂质分离。  

1.4石灰石焙烧工艺  

石灰石焙烧法处理含锂矿物制取碳酸锂,生产工艺包括生料制备、焙烧、浸出、洗渣、浸出液浓缩、净化、结晶等几个主要工序。首先将石灰石磨细,按锂矿物与石灰石以1:3.05~3.15质量比配比,并和一定氧化钙(40%~42%)配成合格的生料浆。然后把生料浆放入回转窑中在一定温度下进行一系列物理化学变化,使矿物中的锂转化成可溶于水的化合物。通过浸出工序除掉不溶杂质,过滤分离,得到以锂化合物为主的浸出液,向浸出液中通入CO2气体或废炉气将锂碳化,使锂以难溶碳酸盐的形式沉淀析出。经洗涤、干燥得到碳酸锂产品。  

二  以盐湖卤水为原料提取碳酸锂  

2.1、蒸发沉淀工艺  

该工艺是利用太阳能在蒸发池中将含锂卤水进行自然蒸发浓缩,锂含量达到适当浓度后,通过脱硼,除镁、钙等分离工序,然后加入纯碱使锂以碳酸锂的形式沉淀析出。  

  

2.2溶剂萃取生产工艺  

溶剂萃取生产工艺是将盐湖卤水经盐田日晒,分步析出氯化钠、光卤石及部分水氯镁石,得到的浓缩卤水经酸化后进入萃取糟,采用TBP(磷酸三丁酯)为萃取剂,HCl为反萃取剂,FeCl3为配合剂,经多级逆流萃取洗涤、反萃取洗酸等阶段,萃余液排放,空有机相返回萃取阶段使用。得到的反萃取液经成品工序的素发浓缩、焙烧、浸取、去除杂质,再蒸发浓缩、纯碱沉淀制取碳酸锂产品。  

2.3铝酸盐沉淀法生产工艺  

铝酸盐沉淀法基本原理是无定型铝盐对卤水中的具有高效选择沉淀作用,形成LiC1•2Al(0H)3•nH2O的复合物,而达到分离回收锂的目的。所得到的含锂沉淀物,经焙烧浸取获得氯化锂溶液和氧化铝,用石灰乳和纯碱去除氯化锂溶液中的镁、钙等杂质,蒸发浓缩,加入碳酸钠溶液可制得碳酸锂。  

2.4吸附法生产工艺  

吸附法生产工艺是利用有选择性地吸附剂卤水中的锂离子吸附,然后再将锂离子洗脱下来,达到锂离子与其它离子分离,便于后续工序转化利用。  

 

2.5电渗析生产工艺  

通过一级或多级电渗析器,利用阴、阳一价选择性离子交换膜进行循环(连续式、连续部分循环式或批量循环式)工艺,浓缩锂,获得富锂低镁卤然后通过深度除杂、精制浓缩,经转化干燥便可制取碳酸锂产品。  

三  碳酸锂生产工艺优缺点分析  

碳酸锂生产工艺优缺点分析.png


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