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化工原料常见问题

碳酸锂的性质及用途

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  锂产品主要包括碳酸锂、氢氧化锂、金属锂和氯化锂等产品,以碳酸锂和氢氧化锂为主。

  碳酸锂(Li2CO3)为无色单斜晶体,相对密度2.11g/cm3,熔点723℃,沸点1200C,不溶于酒精、丙酮、甲基酮及乙酸乙酯等有机物,在冷水中的溶解度较热水中大。作为基础锂盐,碳酸锂是制造金属锂及其同位素、各种精细锂盐(钼酸锂、氢氧化锂、溴化锂等)的主要原料,它在玻璃、陶瓷、炼铝、电子信息、锂离子电池、原子能发电和医药等行业都有着广泛的应用。纯度大于99.5%的高纯碳酸锂是生产锂离子电池正极材料和电解质的原料。

  氢氧化锂为白色结晶粉末,有辣味、强碱性,在空气中能吸收二氧化碳,溶于水,微溶于醇。1mol/L溶液的PH约为14,相对密度1.51,熔点462℃(无水),沸点924℃(分解),有腐蚀性。氢氧化锂可用作锂电池三元材料原料,可用作光谱分析的展开剂、润滑油;可用作空气净化剂(吸收空气中的二氧化碳);可用作碱性蓄电池电解质的添加剂;可用作油脂工业原料(用于制锂盐及锂基润滑脂);可用作照相显影剂。

   锂辉石提锂工艺介绍

  目前,国内成熟的锂辉石提锂工艺包括火法部分和湿法部分两大部分。

  一、锂辉石提锂火法部分工艺流程:

  1、焙烧转型


  天然锂辉石矿为α型锂辉石,不能与硫酸反应形成硫酸锂,因此必须通过焙烧窑焙烧,将α型锂辉石转化为能与硫酸反应的β型锂辉石精矿,β型锂辉石具有疏松的特点,可通过破碎、筛分或借助风力分选与石英等脉石分开,得到锂辉石精矿。


  2、熟料细磨


  转型焙烧生成的β型锂辉石有少量结块现象,为了保证后续工段金属锂的回收率,需要将β型锂辉石进行细磨。


  3、酸化


  细焙料首先送入熟料粉仓,然后进入双螺旋混料器与98%的浓硫酸按比例混合,混合捏合后的物料送入酸化焙烧窑充分反应,从炉尾出来的酸化料由出料螺旋送入空心浆叶冷却器冷却,再由埋刮板输送机送入溶出工序,酸化反应其反应方程式为:


  β-Li2O·AI2O3·4SiO2+H2SO4→AI2O3·4SiO2·H2O+Li2SO4


  二、锂辉石提锂湿法部分工艺流程:


  1、硫酸锂溶出及锂渣分离洗涤


  酸化熟料与一次洗液混合浆化,浆化料浆经过连续溶出后进入中和槽,加入石灰石浆中和残酸,中和后的料浆采用厢式隔膜压滤机进行分离,分离出的硫酸锂溶液进入硫酸锂粗液槽;分离出的锂渣进行洗涤以回收附带的硫酸锂溶液,洗液返回浆化工序,洗涤后锂渣通过胶带输送机输送进入蒸汽回转干燥机进行干燥,干燥后的锂渣通过斗式提升机输送到仓,锂渣可作为水泥掺合料外售。


  2、由硫酸锂粗液到电池级碳酸锂产品


  硫酸锂溶液从硫酸锂粗液槽用泵送至袋式过滤器,得到的硫酸锂溶液,硫酸锂溶液通过蒸汽预热器升温后进入搅拌槽,加入液碱+纯碱为除杂剂,通过化学沉淀法去除溶液中的杂质。沉淀料浆通过板框压滤机进行固液分离。


  硫酸锂浓缩液和碳酸钠溶液泵入沉锂槽反应,生成碳酸锂沉淀。Li2SO4+Na2CO3→Li2CO3↓+Na2SO4


  碳酸锂料浆用卧式刮刀离心机分离,得到碳酸锂湿粗品和沉锂母液。


  沉锂母液需要浓缩回收锂,由于碳酸根会引起蒸发器结壁,需预先去除。沉锂母液泵入中和槽后,先用硫酸调母液pH,碳酸根生成CO2气体从溶液中溢出。再用液碱调整母液pH,得到中和母液,离子方程式为:CO32-+H2SO4→SO42-+H2O+CO2↑


  干碳酸锂送入气流粉碎机粉碎,降低粒径。细粉通过压差进入旋风分离器和精密布袋收尘器进行气固分离,得到碳酸锂微粉。


  三、由硫酸锂粗液到工业级单水氢氧化锂产品


  硫酸锂溶液从硫酸锂粗液槽送至袋式过滤器,得到的硫酸锂溶液经固定管板换热器预热后进入碱化除杂槽,其中含有少量的镁离子和微量的硫酸钙,在碱化除杂槽中通过加入少量氢氧化钠溶液和碳酸钠调节溶液的pH值,使少量的镁离子形成氢氧化物沉淀,使微量的硫酸钙与碳酸钠反应生成溶解度更小的碳酸钙沉淀。从溶出工段来的硫酸锂溶出液经过螯合树脂吸附除钙,提浓,冷冻析钠、蒸发浓缩后加入氢氧化钠制备氢氧化锂。


  四、碳酸锂的生产工艺


  碳酸锂的生产工艺采用成熟的“硫酸法矿石提锂”工艺,锂辉矿石经转化焙烧、酸化焙烧、净化等工序制得Li2SO4的完成液,再进入碳酸锂生产工段。

       碳酸锂产品图.png

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