硫酸法酸化熟料生产碳酸锂并副产高纯硫酸钾系统的制作方法

专利2026-08-05  5


本技术属于化工,具体涉及硫酸法酸化熟料生产碳酸锂并副产高纯硫酸钾系统。


背景技术:

1、以锂矿石为原料、采用硫酸法提取锂在现有技术中广泛应用。其原理是利用硫酸与锂矿石中的金属氧化物反应,生成硫酸盐,得到酸化熟料。酸化熟料经制浆、除杂等操作后,进行一次沉锂,沉淀经精制后即得碳酸锂。

2、现有技术中,酸化熟料经制浆后的浆料为强酸性,采用投加石灰石将ph值调节至中性(约6.5~7)之后再进行压榨。该方法在中和的过程中会产生al(oh)3沉淀物,al(oh)3沉淀物属于胶体类物质,将含有al(oh)3的物料进行压榨除杂,会造成压榨脱水困难,导致浸出渣的含水率增加,也就增加了浸出渣中锂的损失。传统工艺中锂的损失主要在浸出渣中,约损失总锂的18%~25%。

3、此外,电池级碳酸锂的纯度要求为99.9%以上,杂质要求中na不大于50ppm,k不大于50ppm,ca不大于50ppm,mg不大于10ppm,fe不大于5ppm,cu不大于2ppm,ni不大于1ppm,zn不大于0.1ppm。

4、采用传统的酸化熟料经制浆、除杂、沉锂操作,所得碳酸锂纯度往往不能达到电池级碳酸锂的要求,并且锂损失量大。

5、因此,设计一种硫酸法酸化熟料生产碳酸锂并副产高纯硫酸钾系统,使生产出的碳酸锂达到电池级碳酸锂要求,同时降低碳酸锂生产过程中的锂损失,成为所属技术领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是:提供一种硫酸法酸化熟料生产碳酸锂并副产高纯硫酸钾系统,解决现有技术硫酸法酸化熟料生产碳酸锂达不到电池级碳酸锂要求且生产过程中锂损失量大的技术问题。

2、为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案如下:

3、硫酸法酸化熟料生产碳酸锂并副产高纯硫酸钾系统,包括制浆系统,从制浆系统接出的化学除杂系统,从化学除杂系统接出的树脂除杂装置,从树脂除杂装置接出的mvr蒸发器,从mvr蒸发器接出的mvr冷冻结晶器,从mvr冷冻结晶器接出的沉锂系统,以及从沉锂系统接出的碳化热析系统;制浆系统连接有酸化熟料输送线,mvr冷冻结晶器连接有高纯硫酸钾外输线,碳化热析系统连接有电池级碳酸锂外输线。

4、进一步地,制浆系统包括从酸化熟料输送线接出的反应釜,从反应釜接出的压榨机a,以及从压榨机a液相出口接出的高精度膜过滤器a;高精度膜过滤器a清液出口接入至化学除杂系统,高精度膜过滤器a的浓液出口接入至压榨机a,反应釜接入有调浆水输送管线。

5、进一步地,压榨机a的固相出口接出有浸出渣搅洗池,浸出渣搅洗池接入有工艺水输送管线a,浸出渣搅洗池接出有压榨机b,压榨机b的液相出口接入至反应釜,压榨机b的固相出口接出有浸出渣外输线。

6、进一步地,化学除杂系统包括从制浆系统接出的ph调节槽a,从ph调节槽a接出的一级压榨机,从一级压榨机的液相出口接出的一级高精度膜过滤器,从一级高精度膜过滤器的清液出口接出的ph调节槽b,从ph调节槽b接出的二级压榨机,从二级压榨机的液相出口接出的二级高精度膜过滤器,以及从二级高精度膜过滤器的清液出口接出并接入至树脂除杂装置的清液储槽。

7、进一步地,化学除杂系统还包括分别从一级压榨机的固相出口和二级压榨机的固相出口接出的除杂渣搅洗池,以及从除杂渣搅洗池接出的压榨机c。

8、进一步地,压榨机c的液相出口接入至制浆系统,压榨机c的固相出口接出有除杂渣外输线,除杂渣搅洗池接入有工艺水输送管线b。

9、进一步地,ph调节槽a接入有第一碱料输送线,ph调节槽b接入有第二碱料输送线。

10、进一步地,一级高精度膜过滤器的浓液出口接入至一级压榨机。

11、进一步地,二级高精度膜过滤器浓的液相出口接入至二级压榨机。

12、进一步地,还包括从树脂除杂装置接出并接入至mvr蒸发器的净化液储槽。

13、与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:

14、本实用新型设计科学合理,将酸性浸出物在调浆后直接在酸性条件下进行压榨,不调节ph。酸性条件下浸出压榨,浸出渣中不含al(oh)3类胶体物质,可高效进行固液分离,最大限度降低浸出渣的含水率,以降低浸出渣排放量。由于浸出渣是系统中外排渣量最大的,所以减少浸出渣量,可以大幅减少锂的损失。浸出渣中锂的损失约占总锂的2.5%~5%,比传统工艺降低一半以上,大大提高锂的综合利用率。

15、本实用新型系统可有效降低锂损失并生产出电池级碳酸锂,同时还副产高纯度硫酸钾。



技术特征:

1.硫酸法酸化熟料生产碳酸锂并副产高纯硫酸钾系统,其特征在于,包括制浆系统(1),从制浆系统(1)接出的化学除杂系统(2),从化学除杂系统(2)接出的树脂除杂装置(3),从树脂除杂装置(3)接出的mvr蒸发器(4),从mvr蒸发器(4)接出的mvr冷冻结晶器(5),从mvr冷冻结晶器(5)接出的沉锂系统(6),以及从沉锂系统(6)接出的碳化热析系统(7);制浆系统(1)连接有酸化熟料输送线(8),mvr冷冻结晶器(5)连接有高纯硫酸钾外输线(9),碳化热析系统(7)连接有电池级碳酸锂外输线(10)。

2.根据权利要求1所述的硫酸法酸化熟料生产碳酸锂并副产高纯硫酸钾系统,其特征在于,制浆系统(1)包括从酸化熟料输送线(8)接出的反应釜(11),从反应釜(11)接出的压榨机a(12),以及从压榨机a(12)的液相出口接出的高精度膜过滤器a(13);高精度膜过滤器a(13)的清液出口接入至化学除杂系统(2),高精度膜过滤器a(13)的浓液出口接入至压榨机a(12),反应釜(11)接入有调浆水输送管线(14)。

3.根据权利要求2所述的硫酸法酸化熟料生产碳酸锂并副产高纯硫酸钾系统,其特征在于,压榨机a(12)的固相出口接出有浸出渣搅洗池(15),浸出渣搅洗池(15)接入有工艺水输送管线a(16),浸出渣搅洗池(15)接出有压榨机b(17),压榨机b(17)的液相出口接入至反应釜(11),压榨机b(17)的固相出口接出有浸出渣外输线(18)。

4.根据权利要求1所述的硫酸法酸化熟料生产碳酸锂并副产高纯硫酸钾系统,其特征在于,化学除杂系统(2)包括从制浆系统(1)接出的ph调节槽a(19),从ph调节槽a(19)接出的一级压榨机(21),从一级压榨机(21)的液相出口接出的一级高精度膜过滤器(22),从一级高精度膜过滤器(22)的清液出口接出的ph调节槽b(23),从ph调节槽b(23)接出的二级压榨机(25),从二级压榨机(25)的液相出口接出的二级高精度膜过滤器(26),以及从二级高精度膜过滤器(26)的清液出口接出并接入至树脂除杂装置(3)的清液储槽(27)。

5.根据权利要求4所述的硫酸法酸化熟料生产碳酸锂并副产高纯硫酸钾系统,其特征在于,化学除杂系统(2)还包括分别从一级压榨机(21)的固相出口和二级压榨机(25)的固相出口接出的除杂渣搅洗池(28),以及从除杂渣搅洗池(28)接出的压榨机c(29)。

6.根据权利要求5所述的硫酸法酸化熟料生产碳酸锂并副产高纯硫酸钾系统,其特征在于,压榨机c(29)的液相出口接入至制浆系统(1),压榨机c(29)的固相出口接出有除杂渣外输线(30),除杂渣搅洗池(28)接入有工艺水输送管线b(31)。

7.根据权利要求4所述的硫酸法酸化熟料生产碳酸锂并副产高纯硫酸钾系统,其特征在于,ph调节槽a(19)接入有第一碱料输送线(20),ph调节槽b(23)接入有第二碱料输送线(24)。

8.根据权利要求4所述的硫酸法酸化熟料生产碳酸锂并副产高纯硫酸钾系统,其特征在于,一级高精度膜过滤器(22)的浓液相出口接入至一级压榨机(21)。

9.根据权利要求4所述的硫酸法酸化熟料生产碳酸锂并副产高纯硫酸钾系统,其特征在于,二级高精度膜过滤器(26)的浓液相出口接入至二级压榨机(25)。

10.根据权利要求1所述的硫酸法酸化熟料生产碳酸锂并副产高纯硫酸钾系统,其特征在于,还包括从树脂除杂装置(3)接出并接入至mvr蒸发器(4)的净化液储槽(32)。


技术总结
本技术公开了硫酸法酸化熟料生产碳酸锂并副产高纯硫酸钾系统,解决现有技术硫酸法酸化熟料生产碳酸锂达不到电池级碳酸锂要求且生产过程中锂损失量大的技术问题。本技术包括制浆系统,从制浆系统接出的化学除杂系统,从化学除杂系统接出的树脂除杂装置,从树脂除杂装置接出的MVR蒸发器,从MVR蒸发器接出的MVR冷冻结晶器,从MVR冷冻结晶器接出的沉锂系统,以及从沉锂系统接出的碳化热析系统;制浆系统连接有酸化熟料输送线,MVR冷冻结晶器连接有高纯硫酸钾外输线,碳化热析系统连接有电池级碳酸锂外输线。本技术系统可有效降低锂损失并生产出电池级碳酸锂,同时还副产高纯度硫酸钾。

技术研发人员:高麟,于楚婷,谭昌晶,王绅,吴志强,蒋敏
受保护的技术使用者:成都易态科技有限公司
技术研发日:20240205
技术公布日:2024/12/17
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