锂浸出液的浓缩方法技术

本发明专利技术公开了一种锂浸出液的浓缩方法，所述锂浸出液是指其中的可溶性盐含量≥60000mg/L且水不溶物的质量百分含量不低于0.1％的液体，该方法步骤包括：1)浓缩过程：对所述锂浸出液进行过滤，得到浓缩锂浸出液；所述的浓缩锂浸出液中的可溶性盐含量≥130000mg/L；2)除杂过程：通过化学方法使所述浓缩锂浸出液中的Si、Al、Ca

Method for concentrating lithium leaching solution

The invention discloses a method for concentrating a lithium leaching solution, the leaching solution of lithium refers to the soluble salt content is more than 60000mg/L and water insoluble content of not less than 0.1% of the liquid, the method comprises the following steps: 1) concentration process: filtering the lithium leaching liquid, concentrated lithium leaching solution; lithium concentrate leaching solution in the soluble salt content of not less than 130000mg/L; 2) impurity removal process by a chemical method. The concentration of lithium in the leaching solution of Si, Al, Ca

【技术实现步骤摘要】
锂浸出液的浓缩方法
本专利技术涉及锂生产领域，具体涉及一种锂浸出液的浓缩方法。
技术介绍
锂是一种重要的战略性资源物质，是现代高科技产品不可或缺的重要原料。碳酸锂是生产二次锂盐和金属锂制品的基础材料，因而成为了锂行业中用量最大的锂产品，其他锂产品其本上都是碳酸锂的下游产品。碳酸锂的生产工艺根据原料来源的不同可以分为盐湖卤水提取和矿石提取。从矿石中提取锂资源的历史悠久，技术也较成熟，主要生产工艺有石灰烧结法和硫酸法，其中硫酸法是目前使用的最主要的方法。目前的硫酸法工艺步骤如下：锂矿石的细磨、焙烧、酸浸、除杂、过滤、蒸发浓缩、沉锂、分离洗涤、干燥。本申请人研究发现，上述工艺存在以下缺点：一是由于除杂后的系统温度较高，这使得过滤过程中过滤介质的使用寿命较短；二是过滤环节的过滤精度较低，过滤之后锂浸出液中杂质含量较高，导致后续产品品质较低；三是在蒸发浓缩环节用时长、浓缩效率低、耗能高，导致生产锂的成本大大增加。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种浓缩效果优异的锂浸出液的浓缩方法。为了解决上述现有技术的问题，本专利技术采用以下技术方案实现：本专利技术的第一种锂浸出液的浓缩方法，所述锂浸出液是指其中的可溶性盐含量≥60000mg/L且水不溶物的质量百分含量不低于0.1％的液体，该方法步骤包括：1)除杂过程：通过化学方法使所述锂浸出液中的Si、Al、Ca2+、Mg2+转化为沉淀，过滤掉所述沉淀后即得到第一浓缩液；2)降温过程：将所述第一浓缩液的温度降至25-40℃；3)浓缩过程：对降温后的第一浓缩液进行过滤，得到浓缩锂浸出液；所述的浓缩锂浸出液中的可溶性盐含量≥130000mg/L。传统的工艺是将除杂后的锂浸出液直接通入后续的过滤设备，长时间与较高温度的锂浸出液接触会显著缩短过滤介质的寿命，导致频繁停车以更换过滤介质，因此，在除杂过程和浓缩过程中增加降温过程，可以延长后续过滤设备的过滤介质的使用寿命，提升生产效率，节能环保。进一步，所述降温过程采用换热器。换热器可以采用现有技术中的间壁式换热器或其他构造的换热器。所述间壁式换热器是温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动，通过壁面的导热和流体在壁表面对流，两种流体之间进行换热。间壁式换热器有管壳式、套管式和其他型式的换热器。进一步，所述降温过程的冷却方式为水冷、风冷或汽化冷却。具体采用何种冷却方式，可以根据企业的特殊性进行选择，例如，当选择水冷时，冷却介质为水且可循环使用。进一步，所述换热器的第一浓缩液出液口出液口处设有第四阀门。当检测到降温后的第一浓缩液的温度未在25-40℃内时，则关闭阀门，待降至25-40℃之内时再开启第四阀门。进一步，所述除杂过程包括以下步骤：1)调节所述锂浸出液的pH值为9-10，得到第一碱液；2)对所述第一碱液进行过滤，得到第二碱液；3)将所述第二碱液的pH调节为12-13，然后加入碳酸钠，得到第三碱液；4)对所述第三碱液进行过滤，得到第一浓缩液。所述步骤1)和2)可以去除锂浸出液中的Si和Al，所述步骤3)和4)可以去除锂浸出液中的Ca2+和Mg2+。经过除杂后所得第一浓缩液中不仅杂质含量显著减少，而且浓缩液的硬度显著降低，可以减缓在后续的管道和设备中形成水垢，从而减少管路及设备维护周期，延长使用寿命、提升生产效率。进一步，所述除杂过程在80-95℃的体系温度范围内进行。此条件下Si、Al、Ca2+、Mg2+转化为沉淀的转化率高，可以更彻底地去除锂浸出液中的杂质，提升产品的品质。进一步，所述对第一碱液所进行的过滤包括使第一碱液依次通过过滤粒径为0.1-100μm的第五过滤设备和对分子量≥1000物质的拦截率≥95％的第六过滤设备；所述对第三碱液所进行的过滤包括使第三碱液通过过滤粒径为0.1-100μm的第七过滤设备。通过第一过滤设备的过滤和第二过滤设备的分子量筛选，不仅可以去除Si和Al，还可以去除一些沉淀物质和胶体物质，使后续除杂操作中Ca2+和Mg2+转化为沉淀物质的转化率更高。进一步，所述浓缩过程包括以下步骤：1)将所述降温后的第一浓缩液通过过滤粒径为0.1-50μm的第一过滤设备，其中，所述降温后的第一浓缩液穿过第一过滤设备的过滤介质后形成第一滤液；2)将第一滤液通过对分子量≥1000物质的拦截率≥99.5％的第二过滤设备，其中，所述第一滤液穿过第二过滤设备的过滤介质后形成第二滤液；3)将第二滤液通过对分子量为100-1000物质的拦截率≥90％的第三过滤设备，其中，所述第二滤液被第三过滤设备的过滤介质阻截后形成浓缩锂浸出液，穿过第三过滤设备的过滤介质后形成第三滤液，第三滤液的输出量保持不低于8L/(m2·h)。首先在第一过滤设备的过滤下除掉粒径超过0.1-50μm的较大颗粒的固体物质，例如一些沉淀物质。在第一过滤设备过滤之前增添粗滤操作单元，过滤掉液体中的大型固体颗粒物质，避免这些固体颗粒物质对第一过滤设备中过滤介质造成机械损害。通过第二过滤设备的分子量筛选将分子量≥1000的物质(例如一些胶体物质)除去得到纯度较高的溶液。第二滤液在第三过滤设备的运作条件下能够实现将盐含量为60000mg/L浓缩至130000mg/L都还能进一步浓缩，最终得到浓缩锂浸出液，浓缩过程中不会出现浓缩停滞的情况。进一步，所述浓缩过程还包括步骤4)：将第三滤液通入对分子量≤100物质的拦截率≥99.99％的第四过滤设备，其中，所述第三滤液被第四过滤设备的过滤介质阻截后形成第二浓缩液，穿过第四过滤设备的过滤介质后形成第四滤液，第四浓缩液回流至第三过滤设备重复步骤3)。该第四滤液为纯度较高的纯水，一般可达超纯水的纯度。第四浓缩液回流至第三过滤设备重复步骤3)可以进一步回收第二浓缩液中的锂，避免了锂资源的流失。进一步，所述第三过滤设备包括至少两个顺次相连的过滤装置，各过滤装置对分子量为100-1000物质的拦截率≥90％并且保持第三滤液的输出量不低于8L/(m2·h)。在上述条件下，两个过滤装置经过过滤介质阻截形成的浓缩液的可溶性盐含量明显依次递增，并且保持第三滤液的输出量，由此保证浓缩效果。增加第三过滤设备的过滤装置数量可以有效实现过滤通量的更新，更加利于第二滤液的浓缩，实现对高盐分含杂溶液的多级浓缩，这里的多级浓缩可以采用多种组合方式，可以是开放式、半开放式。进一步，所述第三过滤设备由两个顺次相连的过滤装置构成，两个过滤装置阻截后形成的浓缩锂浸出液的可溶性盐含量依次为130000mg/L、180000mg/L。在此条件下，除杂后的锂浸出液浓缩效果最好，所得产品品质最佳。进一步，所述浓缩过程的过滤温度始终保持在5℃-40℃之间。在该温度条件下，更加适合锂浸出液的过滤、浓缩。进一步，所述第三过滤设备包括顺次相连的一级过滤装置、二级过滤装置，所述二级过滤装置上设有供浓缩液排出的浓缩液出口，因此第三过滤设备中二级过滤装置浓缩阻截形成的浓缩液直接流出。进一步，所述第三过滤设备包括顺次相连的一级过滤装置、二级过滤装置，所述二级过滤装置上设有供浓缩锂浸出液排出的浓缩液出液口以及供浓缩锂浸出液回流至一级过滤装置的浓缩液回流口，所述浓缩液回流口与一级过滤装置的进液口相连，二级过滤装置的浓缩液回流口设有第一阀门，二级过滤装置的浓缩液出液口设有第二阀门。第三过本文档来自技高网...

【技术保护点】
锂浸出液的浓缩方法，所述锂浸出液是指其中的可溶性盐含量≥60000mg/L且水不溶物的质量百分含量不低于0.1％的液体，其特征在于，该方法步骤包括：1)浓缩过程：对所述锂浸出液进行过滤，得到浓缩锂浸出液；所述的浓缩锂浸出液中的可溶性盐含量≥130000mg/L；2)除杂过程：通过化学方法使所述浓缩锂浸出液中的Si、Al、Ca

【技术特征摘要】
1.锂浸出液的浓缩方法，所述锂浸出液是指其中的可溶性盐含量≥60000mg/L且水不溶物的质量百分含量不低于0.1％的液体，其特征在于，该方法步骤包括：1)浓缩过程：对所述锂浸出液进行过滤，得到浓缩锂浸出液；所述的浓缩锂浸出液中的可溶性盐含量≥130000mg/L；2)除杂过程：通过化学方法使所述浓缩锂浸出液中的Si、Al、Ca2+、Mg2+转化为沉淀，过滤掉所述沉淀后即得到第一浓缩液。2.如权利要求1所述的锂浸出液的浓缩方法，其特征在于，所述浓缩过程包括以下步骤：1)将所述锂浸出液通过过滤粒径为0.1-50μm的第一过滤设备(1)，其中，所述锂浸出液穿过第一过滤设备(1)的过滤介质后形成第一滤液；2)将第一滤液通过对分子量≥1000物质的拦截率≥99.5％的第二过滤设备(2)，其中，所述第一滤液穿过第二过滤设备(2)的过滤介质后形成第二滤液；3)将第二滤液通过对分子量为100-1000物质的拦截率≥90％的第三过滤设备(3)，其中，所述第二滤液被第三过滤设备(3)的过滤介质阻截后形成浓缩锂浸出液，穿过第三过滤设备(3)的过滤介质后形成第三滤液；所述第三滤液的输出量保持不低于8L/(m2·h)。3.如权利要求2所述的锂浸出液的浓缩方法，其特征在于，所述浓缩过程还包括步骤4)：将第三滤液通入对分子量≤100物质的拦截率≥99.99％的第四过滤设备(4)，其中，所述第三滤液被第四过滤设备(4)的过滤介质阻截后形成第二浓缩液，穿过第四过滤设备(4)的过滤介质后形成第四滤液，第四浓缩液回流至第三过滤设备(3)重复步骤4)。4.如权利要求2或3所述的锂浸出液的浓缩方法，其特征在于：所述第三过滤设备(3)包括至少两个顺次相连的过滤装置，各过滤装置对分子量为100-1000物质的拦截率≥90％并且保持第三滤液的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭定江，何志，刘超，何珂桥，郭乾勇，
申请(专利权)人：四川思达能环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51