鋰輝石生產單水氫氧化鋰工藝的製作方法

2023-11-04 23:33:17 1

專利名稱：鋰輝石生產單水氫氧化鋰工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於鋰的氫氧化物的生產方法，特別涉及一種鋰輝石生產單水氫氧化鋰工藝。
鋰屬稀有金屬，由於其獨特的物理、化學性質，已被廣泛運用於軍事、化工、光學、油脂、致冷等領域，有「能源金屬」的美譽。鋰的治煉方法有三種第一、從鋰輝石中提煉；第二、從鋰雲母中提取；第三、從鹽湖滷水中提取。現有技術中，從鋰輝石中提鋰方法主要有兩種一種是稱為鹼法，即用鋰輝石——石灰石法生產單水氫氧化鋰；另一種是稱為酸法，即用鋰輝石——硫酸法生產碳酸鋰，再經苛化生產單水氫氧化鋰。鹼法生產工藝由於能耗高、物料流通量大、鋰金屬回收率低、渣量大等原因而逐漸被酸法取代。酸法克服了鹼法的部分缺陷，採用較廣泛，但仍有存在生產流程長、設備投資大、生產成本較高等不足。
本發明之目的旨在克服現有技術中的不足，提供一種由鋰輝石直接生產單水氫氧化鋰、且物料流通量小、設備產能大、能耗低、鋰金屬回收率高、三廢少、工藝流程短、生產成本低的鋰輝石生產單水氫氧化鋰工藝。
實現本發明的內容的基本原理是(1)α鋰輝石經高溫焙燒轉化成β鋰輝石(2)β型鋰輝石與濃硫酸反應生成硫酸鋰(3)硫酸鋰水溶液與氫氧化鉀(和終點母液)反應
(4)氫氧化鋰水溶液中殘留的硫酸根用八水氫氧化鋇除去
(5)經淨化除去雜質的氫氧化鋰溶液輸入蒸發槽中濃縮、冷卻、結晶、乾燥等工序得到單水氫氧化鋰。
實現本發明目的的內容是一種鋰輝石生產單水氫氧化鋰工藝，包括a、焙燒將80～200目鋰輝石(其中Li2O含量＞5％，後同)在1050～1100℃下焙燒15～25分鐘；b、球磨將焙燒後的鋰輝石經球磨至粒度＞-160目，c、酸化按鋰輝石中含鋰金屬理論量的130％～140％(重量％、後同)取濃硫酸，並與球磨後的鋰輝石混勻，反應溫度200℃～300℃，其特徵之處是還順次包括下列步驟d、浸出酸化混合物中加入石灰石粉至PH為5～6，再加入生石灰粉或/和氨水至PH為13～14．攪拌反應15～25分鐘；e、過濾將混合物料過濾．用水洗滌漶渣1～3次，洗滌液併入濾液中，f、淨化按濾液中氧化鋰含量理論量過量5％～15％取氫氧化鉀並加入濾液中混勻，g、燕發、冷卻、分離，混合液經加熱蒸發濃縮至混合液巾OH-含量為70～90g/l後、冷卻、再過濾分離，沉澱物經洗滌、乾燥、即製得副產品硫酸鉀，濾液待用，h、淨化濾液按濾液中
含量理論量在室溫～100℃下加入八水氫氧化鋇，攪拌均勻，i、分離過濾分離，沉澱物即副產品硫酸鋇，濾液即淨化液，j、蒸發將淨化液加熱蒸發至溶液比重為1.2～1.4，k、冷卻結晶分離z將蒸發後的溶液冷卻至40℃以下，結晶，過濾分離，沉澱物經洗滌、乾燥，即製得產品單水氫氧化鋰。
本

發明內容
所述步驟(g)的冷卻混合液中，較好的是再加入液氨或氨氣，並控制氨濃度為20～30g/l。促進硫酸鉀的析出。
本

發明內容
所述步驟(f)中的氫氧化鉀還可以是氫氧化鉀和終點母液的混合物，且兩者的配比為KOH；終點母液＝8～9∶2～1。以提高產品的收率，降低生產成本。
本

發明內容
所述步驟(d)中，混合物料的液固比較好的為液∶固＝2～2.5∶1。
本

發明內容
所述步驟(g)中，蒸發至混合液中氧化鋰含量為30～35g/l時可以進行第一次冷卻過濾分離；蒸發至氧化鋰含量為40～45g/l時，可以進行第二次冷卻過濾分離；蒸發至氧化鋰含量至58～60g/l時，可以進行第三次冷卻過濾分離。從而使硫酸鉀完全析出。
與現有技術相比，本發明有下列特點(1)物料流通量小，每噸產品物料量約是鹼法的三分之一；(2)設備產能大，主要設備的產能約是鹼法的2～3倍；(3)能耗低，每噸產品能耗約是鹼法的三分之一，約是酸法的80％；(4)金屬收率高，比鹼法提高20％，比酸法提高2％，鋰金屬回收率達80％以上，產品質量達到GB 8766-88標準；(5)三廢少，渣量比鹼法少三分之二，比酸法廢渣易處理；(6)工藝流程合理，工藝流程短，比用酸法經苛化生產流程短三分之一，設備少50％，設備腐蝕性減小，設備維護費用大大降低；(7)產品結構合理，硫酸法生產碳酸鋰副產品硫酸鈉不僅價值低，而且市場過剩不利於生產正常進行，本發明中副產品硫酸鉀比硫酸鈉價值高3～4倍，我國目前市場缺口每年幾十萬噸，綜合經濟效益好；(8)生產成本低，比鹼法少40％，比酸法低20％。
附圖
是本發明生產工藝流程示意圖。
下面通過實施例對本發明作進一步描述。
實施例1一種鋰輝石生產單水氫氧化鋰工藝，包括下列步驟a、焙燒將80～200目鋰輝石在1050～1100℃下焙燒15～25分鐘；b、球磨將焙燒後的鋰輝石經球磨至粒度＞-160目；c、酸化按鋰輝石中含鋰金屬理論量的130％～140％(重量％、後同)取濃硫酸，並與球磨後的鋰輝石混勻，反應溫度200℃～300℃；d、浸出酸化混合物中加入石灰石粉至PH為5～6，再加入生石灰粉或/利氨水至PH為13～14，攪拌反應15～25分鐘；e、過濾將混合物料過濾，用水洗滌濾渣1～3次．洗滌液併入濾液巾；f、淨化按濾液中氧化鋰含量理論量過量5％～15％取氫氧化鉀並加入濾液巾混勻；g、蒸發、冷卻、分離混旨液經加熱蒸發濃縮至混合液中OH-含量為70～90g/l後、冷卻、再過濾分離，沉澱物經洗滌、乾燥、即製得副產品硫酸鉀，濾液待用，h、淨化濾液，按濾液中

禽量理淪量在室溫～100℃下加入八水氫氧化鋇，攪拌均勻，i、分離；過濾分離，沉澱物即副產品硫酸鋇，濾液即淨化液，j、蒸發；將淨化液加熱蒸發至溶液比重為1.2～1.4，k、冷卻結晶分離將蒸發後的溶液冷卻至40℃以下，結晶，過濾分離，沉澱物經洗滌、乾燥，即製得產品單水氫氧化鋰，產品質量達到GB8766-88標準，鋰金屬回收率達到80％。
實施例2一種鋰輝石生產單水氫氧化鋰工藝，包括下步驟；a、焙燒將80～200目鋰輝石在1050～1100℃下焙燒15～26分鐘，使天然晶體的鋰輝石轉化成8型鋰輝石，b、球磨將焙燒後的鋰輝石經球磨至粒度＞-160目，c、酸化按鋰輝石中含鋰金屬理論量的130％～140％(重量％、後同)取濃硫酸，並與球磨後的鋰輝石混勻，反應溫度200℃～300℃，d、浸出酸化混合物中加入石灰石粉至PH為5～6，再加入生石灰粉或/和氨水至PH為13～14，攪拌反應15～25分鐘；e、過濾將混合物料過濾，用水洗滌濾渣1～3次，洗滌液併入濾液中，f、淨化按濾液中氧化鋰含量理論量過量5％～15％取氫氧化鉀，並按KOH終點母液＝8～9∶2～1的比例取終點母液，一併加入濾液中混勻，g、蒸發、冷卻、分離混合液經加熱蒸發濃縮至混合液中OH-含量為70～90g/l後、冷卻、再過濾分離，沉澱物經洗滌、乾燥、 即製得副產品硫酸鉀，濾液待用，h、淨化濾液按濾液中

禽量理論量在室溫～100℃下加入八水氫氧化鋇，攪拌均勻，i、分離過濾分離，沉澱物即剮產品硫酸鋇，濾液即淨化液；j、蒸發將淨化液加熱蒸發至溶液比重為1.2～1.4，k、冷卻結晶分離；將蒸發後的溶液冷卻至40℃以下，結晶，過濾分離，沉澱物經洗滌、乾燥，即製得產品單水氫氧化鋰，產品質量達到GB8766-88標準，鋰金屬回收率達到84％。
實施例3一種鋰輝石生產單水氫氧化鋰工藝，包括下列步驟a、焙燒將80～200目鋰輝石在1050～1100℃下焙燒16～26分鐘，b、球磨。將焙燒後的鋰輝石經球磨至粒度＞-160目，c、酸化按鋰輝石中含鋰金屬理論量的130％～140％(重量％、後同)取濃硫酸，並與球唐後的鋰輝石混勻，反應溫度200℃～300℃，其特徵是還順次包括下列步驟d、浸出酸化混合物中加入石灰石粉至PH為5～6，再加入生石灰粉或/和氨水至PH為13～14，攪拌反應15～25分鐘；控制混合物料的液固比為液∶固＝2～2.5∶1。
e、過濾將混合物料過濾，用水洗滌濾渣1～3次，洗滌液併入濾液巾，f、淨化按濾液中氧化鋰含量理論量過量5％～15％取氫氧化鉀，並按KOH∶終點母液=8～9∶2～1的比例取終點母液，一加入濾液中混勻；g、蒸發、冷卻、分離混合液經加熱蒸發濃縮至混合液中OH-含量為70～90g/l後、冷卻、再過濾分離，沉澱物經洗滌、乾燥、即製得副產品硫酸鉀，濾液待用，h、淨化濾液；按濾液中

含量理論量在室溫～100℃下加入八水氫氧化鋇，攪拌均勻；i、分離過濾分離，沉澱物即副產品硫酸鋇；濾液即淨化液；
j、蒸發將淨化液加熱蒸發至溶液比重為1.2～1.4，k、冷卻結晶分離將蒸發後的溶液冷卻至40℃以下，結晶，過濾分離，沉澱物經洗滌、乾燥，即製得產品單水氫氧化鋰。
實施例4一種鋰輝石生產單水氫氧化鋰工藝，包括a、焙燒將80～200目鋰輝石在1050～1100℃下焙燒15～26分鐘；b、球磨將焙燒後的鋰輝石經球磨至粒度＞-160目，c、酸化按鋰輝石巾含鋰金屬理論量的130％～140％(重量％、後同)取濃硫酸，並與球磨後的鋰輝石混勻，反應溫度200℃～300℃，其特徵是還順次包括下列步驟d、浸出酸化混合物中加入石灰石粉至PH為5～6，再加入生石灰粉或/和氨水至PH為13～14，攪拌反應15～25分鐘，e、過濾將混合物料過濾，用水洗滌濾渣1～3次，洗滌液併入濾液中，f、淨化按濾液中氧化鋰含量理論量過量5％～15％取氫氧化鉀並加入濾液中混勻，g、蒸發、冷卻、分離混合液經加熱蒸發濃縮至混合液中OH-含量為70～90g/l後、冷卻並加入液氨或氨氣，控制氨濃度為20～30g/l，再過濾分離，沉澱物經洗滌、乾燥、即製得副產品硫酸鉀；濾液待用；h、淨化濾液按濾液中

含量理論量在室溫～100℃下加入八水氫氧化鋇，攪拌均勻，i、分離過濾分離，沉澱物即副產品硫酸鋇，濾液即淨化液，j、蒸發將淨化液加熱燕發至溶液比重為1.2～1.4，k、冷卻結晶分離將蒸發後的溶液冷卻至40℃以下，結晶，過濾分離，沉澱物經洗滌、乾燥，即製得產品單水氫氧化鋰，產品質量達到GB8766-88標準，鋰金屬回收率達到80.5％。
實施例5一種鋰輝石生產單水氫氧化鋰工藝，包括下列步驟a、焙燒將80～200目鋰輝石在1050～1100℃下焙燒15～26分鐘，使天然晶體的鋰輝石轉化成β型鋰輝石；
b、球磨將焙燒後的鋰輝石經球磨至粒度＞-160目，c、酸化按鋰輝石小含鋰金屬理論量的130％～140％(重量％、後同)取濃硫酸，並與球磨後的鋰輝石混勻，反應溫度200℃～300℃，酸化時間20～30min；d、浸出酸化混合物巾加入石灰石粉至PH為5～6，再加入生石灰粉或/和氨水至PH為13～14，攪拌反應16～26分鐘；e、過濾將混合物料過濾，用水洗滌濾渣1～3次，洗滌液併入濾液小，並使混合物料的液固比為液∶固＝2～2.5∶1，f、淨化按濾液小氧化鋰含量理論量過量5％～15％取氫氧化鉀並按配比為KOH∶終點母液＝8～9∶2～1的比例取終點母液，加入濾液中混勻；8、蒸發、冷卻、分離混合液經加熱蒸發濃縮至混合液中OH-含量為70～90g/l後、冷卻、再過濾分離，沉澱物經洗滌、乾燥、即製得副產品硫酸鉀，濾液待用當蒸發至混合液巾氧化鋰含量為30～35g/l時進行第一次冷卻過濾分離，蒸發至氧化鋰含量為40～45g/l時，進行第二次冷卻過濾分離，蒸發至氧化鋰含量至58～60g/l時，進行第三次冷卻過濾分離；h、淨化濾液按濾液小

含量理論量在室溫～100℃下加入八水氫氧化鋇，均勻攪拌10～20min後，靜置20～50分鐘；i、分離(在75℃即可)過濾分離，沉澱物即副產品硫酸鋇，濾液即淨化液，j、蒸發將淨化液加熱蒸發並不斷攪拌，蒸發至溶液比重為1.2～1.4；k、冷卻結晶分離將蒸發後的溶液自然冷卻至40℃以下，結晶，過濾分離，沉澱物經洗滌、在70℃烘乾半小時，即製得產品單水氫氧化鋰，產品質量達到GB8766-88標準，鋰金屬回收率達到86％。
權利要求
1.一種鋰輝石生產單水氫氧化鋰工藝，包括:a、焙燒:將80～200目鋰輝石在1050～1100℃下焙燒15～25分鐘，b，球磨:將焙燒後的鋰輝石經球磨至粒度＞160目，c、酸化:按鋰輝石中含鋰金屬理論量130％～140％(重量％、後同)取濃硫酸，並與球磨後的鋰輝石混勻，反應溫度200℃～300℃}其特徵是還順次包括下列步驟d、浸出t酸化混合物小加入石灰石粉至PH為5～6，再加入生石灰粉或/和氨水至PH為13～14，攪拌反應15～25分鐘，e、過濾將混合物料過濾，用水洗滌濾渣1～3次，洗滌液併入濾液巾，f、淨化按濾液中氧化鋰含量理論量過量5％～15％取氫氧化鉀並加入濾液中混勻，g、蒸發、冷卻、分離混合液經加熱蒸發濃縮至混合液中OH-含量為70～90g/l後、冷卻、再過濾分離，沉澱物經洗滌、乾燥、即製得副產品硫酸鉀，濾液待用，h、淨化濾液按濾液中
含量理論量在室溫～100℃下加入八水氫氧化鋇，攪拌均勻，i、分離過濾分離，沉澱物即副產品硫酸鋇，濾液即淨化液；j、蒸發將淨化液加熱蒸發至溶液比重為1.2～1.4，k、冷卻結晶分離將蒸發後的溶液冷卻至40℃以下，結晶，過濾分離，沉澱物經洗滌、乾燥，即製得產品單水氫氧化鋰。
2.按權利要求l所述的鋰輝石生產單水氫氧化鋰工藝，其特徵是所述步驟(g)的冷卻混合液中，再加入液氨或氨氣，並控制氨濃度為20～30g/l。
3.接權利要求1所述的鋰輝石生產單水氫氧化鋰工藝，其特徵是所述步驟(f)中的氫氧化鉀居氫氧化鉀和終點母液的混合物，且兩者的配比為KOH∶終點母液＝8～9∶2～1。
4.按權利要求1所述的鋰輝石生產單水氫氧化鋰工藝，其特徵是所述步驟(d)中，混合物料的液固比為液∶固＝2～2.5∶1。
5.按權利要求1或4所述的鋰輝石生產單水氫氧化鋰工藝，其特徵是所述步驟(g)中，蒸發至混合液中氧化鋰含量為30～35g/l時進行第一次冷卻過濾分離；蒸發至氧化鋰含量為40～45g/l時，進行第二次冷卻過濾分離；蒸發至氧化鋰含量至58～60g/l時，進行第三次冷卻過濾分離。
全文摘要
一種鋰輝石生產單水氫氧化鋰工藝,包括:將鋰輝石焙燒、球磨、酸化,其特徵是還包括:浸出、過濾除去濾渣、加氫氧化鉀等淨化、蒸發冷卻分離出硫酸鉀、加氫氧化鋇淨化分離出硫酸鋇、再經蒸發冷卻結晶分離製得單水氫氧化鋰等步驟。採用本發明,具有物料流通量小、設備產能大、能耗低、鋰金屬回收率高、三廢少、工藝流程短、生產成本低等特點。
文檔編號C01D1/00GK1229059SQ9911469
公開日1999年9月22日 申請日期1999年3月5日 優先權日1999年3月5日
發明者王榮生, 羅琳, 崔仕榮, 蹇勇, 範擁軍, 唐治榮 申請人:四川省綿陽鋰鹽廠