用於氫氧化鋰製備工藝中結晶硫酸鈉中鋰的回收方法

2023-05-19 09:36:41

用於氫氧化鋰製備工藝中結晶硫酸鈉中鋰的回收方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於氫氧化鋰製備工藝中結晶硫酸鈉中鋰的回收方法，屬於氫氧化鋰製備方法領域，包括以下步驟：在結晶硫酸鈉濃縮制無水硫酸鈉過程中，硫酸鈉母液中直接加入有機弱酸與硫酸鋰反應，形成不溶於水的有機弱酸鋰，分離出母液，有機弱酸鋰經洗滌後用硫酸再次與其反應將鋰溶出，成為硫酸鋰溶液回收鋰，有機弱酸鹽還原為弱酸進入下一次反應。本發明能夠將結晶硫酸鈉中的鋰充分回收，並將剩餘可溶性雜質排出系統，避免可溶性雜質累積對產品品質造成影響的鋰的回收方法。
【專利說明】用於氫氧化鋰製備工藝中結晶硫酸鈉中鋰的回收方法

【技術領域】
[0001〕 本發明屬於氫氧化鋰製備方法領域。

【背景技術】
[0002]目前國內採用的冷凍法生產氫氧化鋰過程中，產生的結晶硫酸鈉，其中1120含量0.2-0.3%。現有經典工藝是將結晶硫酸鈉加熱融化，經蒸發濃縮，分離出硫酸鈉後，母液中1120達到合適濃度(實際生產過程應根據測定結果確定)，此時濃縮後的硫酸鈉母液再返回系統，由此導致大部分可溶性雜質、似+1+30/7(:1-返回系統，無疑會對產品品質產生決定性影響。一般處理方式為，當可溶性雜質影響到產品品質時，採用將一定量的母液排出系統外，再採用沉鋰從母液中回收鋰後將這部分液體排出，達到消除影響的目的。但是，不論採用何種方式，鋰的回收都是不完全的，同時導致鹼的損失，對成本造成一定的影響。


【發明內容】

[0003]本發明的目的在於:提出一種用於氫氧化鋰製備工藝中，能夠將結晶硫酸鈉中的鋰充分回收，並將剩餘可溶性雜質排出系統，避免可溶性雜質累積對產品品質造成影響的鋰的回收方法。
[0004]本發明目的通過下述技術方案來實現:
[0005]一種用於氫氧化鋰製備工藝中結晶硫酸鈉中鋰的回收方法，包括以下步驟:
[0006]在結晶硫酸鈉濃縮制無水硫酸鈉過程中，硫酸鈉母液中直接加入有機弱酸與硫酸鋰反應，形成不溶於水的有機弱酸鋰，分離出母液，有機弱酸鋰經洗滌後用硫酸再次與其反應將鋰溶出，成為硫酸鋰溶液回收鋰，有機弱酸鹽還原為弱酸進入下一次反應。
[0007]上述方案中，各操作都可以直接在結晶硫酸鈉濃縮制無水硫酸鈉的反應裝置中進行，操作簡便且高效，同時，直接加入反應裝置內的有機弱酸，又可以直接利用體系中原有的鹼度，先與有機弱酸形成鈉鹽，再與鋰發生置換反應，形成不溶於水的有機弱酸鋰，一舉兩得。由於有機弱酸鋰與母液油水分離浮於上層，其他雜質則在分離排出母液過程中，可以方便迅速地隨母液而排出，避免在體系內反覆循環，有效避免可溶性雜質累積對產品品質造成影響，而不溶於水的有機弱酸鋰在排盡母液後，可以直接用硫酸再次與有機酸鋰反應將鋰溶出，成為硫酸鋰溶液而充分回收鋰。同時，在整個過程中關鍵的原料有機弱酸本身不消耗，只有少量損耗，額外補充很少部分，可反覆使用。
[0008]作為選擇，所述有機弱酸為硬脂酸、軟脂酸或如棕櫚酸。
[0009]上述方案中，優選硬脂酸，在本發明反應過程中採用硬脂酸能夠將鋰完全回收。
[0010]作為選擇，在結晶硫酸納濃縮制無水硫酸納過程中，待[丨#達到25-308/[後，再加入有機弱酸。
[0011]上述方案中，較高的鋰濃度，保證了反應效率，而限制的最高濃度，又保證了最佳的工藝效率。
[0012]作為選擇，有機弱酸鋰經洗滌、脫水後加入硫酸調節至3-4與其反應將鋰溶出。
[0013]上述方案中，有機弱酸鋰進行洗滌、脫水，剩餘的可溶性雜質又進一步隨水排出體系外，避免夾雜在有機弱酸鋰中的極少雜質被留在體系內；硫酸既起到了調節邱作用，為之後的回收反應創造最佳的反應條件，同時又作為反應原料而進行反應回收鋰，而且8042^又是體系原本具有的部分，加入硫酸不會造成額外的雜質負擔，一舉多得的效果。
[0014]前述本發明主方案及其各進一步選擇方案可以自由組合以形成多個方案，均為本發明可採用並要求保護的方案:如本發明，各選擇即可和其他選擇任意組合，本領域技術人員在了解本發明方案後根據現有技術和公知常識可明了有多種組合，均為本發明所要保護的技術方案，在此不做窮舉。
[0015]本發明的有益效果:鋰以硫酸鋰溶液形式返回系統實現回收，同時，由於去除掉絕大部分可溶性雜質，對系統的影響降低至最低水平，保證氫氧化鋰產品的品質，可溶性雜質水平被降低到最低程度，產品品質全面優於現有技術水平。

【具體實施方式】
[0016]下列非限制性實施例用於說明本發明。
[0017]實施例1:
[0018]結晶硫酸鈉[140.2%在加熱融化後，經蒸發濃縮，連續分離出無水硫酸鈉，當母液中1120達到25-308/1後，取1000此液體，加入酸值為205的硬脂酸1578，利用體系中原有的鹼度，先與硬脂酸形成鈉鹽，再與鋰發生置換反應，形成有完全不溶於水漂浮在液體上的硬脂酸鋰，硬脂酸鋰不溶於水，漂浮在液體表面，分離排出母液，硬脂酸鋰再加入適量潔淨水攪拌洗滌，洗水合併入母液至硫酸鈉蒸發系統。不溶物再次加熱水，並加入硫酸調節至3-4，至將粉狀硬脂酸鋰完全轉化為油狀透明液體，直接將液相(硫酸鋰溶液)排出並返回系統，油狀物為還原的硬脂酸，進入下一次反應。回收效果:鋰回收率99.5%以上，產品其它可溶性雜質含量(他\ 6 01—、則降低。由於硫酸鈉系統與硫酸鋰系統完全分離，其它可溶性雜質不會再硫酸鋰系統中累積，相當於開了一條可溶性雜質出口，產品品質將會得到進一步的提升。
[0019]實施例2:
[0020]結晶硫酸鈉在加熱融化後，經蒸發濃縮，連續分離出無水硫酸鈉，當母液匕20達到25-308/1後，取1000此液體，加入油酸14如，利用體系中原有的鹼度，先形成鈉鹽，再與鋰發生置換反應，形成有完全不溶於水漂浮在液體上的油酸鋰，分離排出母液，不溶物加入洗水洗滌後，排出，再次加熱水，並加入硫酸調節四至3-4，至將粉狀油酸鋰完全轉化為油狀透明液體，直接將液相(硫酸鋰溶液)排出並返回系統，油狀物為還原的油酸，進入下一次反應。回收效果:鋰回收率99.5%以上，由於體系中其它可溶性(—^、(^—、^⑴/—等)雜質被排除在硫酸鋰體系外，不再會對硫酸鋰系統產生積累。產品總的質量水平會得到較大幅度的提高。
[0021]上述方案中，採用硬脂酸和油酸試驗結果相近，以及其它如棕櫚酸均能取得同樣結果，在轉化過程中本身並不消耗，消耗的僅僅是少量硫酸，但帶來的積極效果是很好的，主要體現在收率和除雜這兩個方面，對於產品質量的貢獻也是積極的。
[0022]與現有技術的對比:
[0023]現有技術1:將濃縮後的硫酸鈉母液直接返回到系統中，相應的所有雜質一起返回到硫酸鋰系統中，無疑會對硫酸鋰系統的淨化，除雜帶來壓力，同時部分可溶性雜質^一、尺11—、31042—等的累積，會對產品質量造成一定的影響，並且隨著累積的加劇，不得不將部分硫酸鋰母液排出，不僅會造成鋰的損失，處理廢液的難度和成本也是非常巨大的。
[0024]現有技術2:將硫酸鈉母液用碳酸鈉將鋰沉澱為碳酸鋰，母液返回硫酸鈉系統，這個方案的缺陷是:沉鋰時收率只有60%左右，剩餘的鋰是以碳酸鋰的形式存在，不能直接返回硫酸鈉系統，需加入硫酸經過中和，才能返回系統，這樣反覆通過加入碳酸鈉和硫酸的辦法，一方面增加了碳酸鈉和硫酸的消耗，成本大幅度增加，另一方面收率低下，導致總成本上升。
[0025]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種用於氫氧化鋰製備工藝中結晶硫酸鈉中鋰的回收方法，其特徵在於包括以下步驟:在結晶硫酸鈉濃縮制無水硫酸鈉過程中，硫酸鈉母液中直接加入有機弱酸與硫酸鋰反應，形成不溶於水的有機弱酸鋰，分離出母液，有機弱酸鋰經洗滌後用硫酸再次與其反應將鋰溶出，成為硫酸鋰溶液回收鋰，有機弱酸鹽還原為弱酸進入下一次反應。
2.如權利要求1所述的用於氫氧化鋰製備工藝中結晶硫酸鈉中鋰的回收方法，其特徵在於:所述有機弱酸為硬脂酸、軟脂酸或如棕櫚酸。
3.如權利要求1所述的用於氫氧化鋰製備工藝中結晶硫酸鈉中鋰的回收方法，其特徵在於:在結晶硫Ife納濃縮制無水硫Ife納過程中，待Li2O達到25-30g/L後,再加入有機弱酸。
4.如權利要求1所述的用於氫氧化鋰製備工藝中結晶硫酸鈉中鋰的回收方法，其特徵在於:有機弱酸鋰經洗滌、脫水後加入硫酸調節PH至3-4與其反應將鋰溶出。
【文檔編號】C01D15/00GK104310445SQ201410522876
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月30日 優先權日:2014年9月30日
【發明者】劉元禮 申請人:甘孜州瀘興鋰業有限公司