制备单水氢氧化锂的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了制备单水氢氧化锂的系统，包括：碳化除杂装置，其具有碳酸锂粗品入口、水入口、二氧化碳入口、EDTA入口和精制碳酸锂出口；苛化装置，其具有精制碳酸锂入口、石灰乳入口和氢氧化锂完成液出口；离子交换装置，其具有氢氧化锂完成液入口和精制氢氧化锂净化液出口；蒸发结晶装置，其具有精制氢氧化锂净化液入口和单水氢氧化锂湿粗品出口，所述精制氢氧化锂净化液入口与所述精制氢氧化锂净化液出口相连；后处理装置，其具有单水氢氧化锂湿粗品入口和单水氢氧化锂出口，所述单水氢氧化锂湿粗品入口与所述氢氧化锂湿粗品出口相连。该系统采用工业级或次工业级碳酸锂粗品制备高纯单水氢氧化锂，工业流程稳定，产品质量稳定可控、收率高。

The preparation of lithium hydroxide monohydrate

The utility model discloses a system, preparation of lithium hydroxide monohydrate includes: carbide impurity removing device, which has a crude lithium carbonate, carbon dioxide, water entrance entrance entrance, entrance and exit of EDTA refining lithium carbonate; causticizing device, which has refined lithium carbonate and lime milk into the entrance port and LiOH liquid outlet; ion exchange device, which has a lithium hydroxide fulfield liquid entrance and refining lithium hydroxide purifying liquid outlet; the evaporation crystallization device, which has a refined lithium hydroxide monohydrate lithiumhydroxide purifying liquid entrance and wet crude exports, the refined lithium hydroxide purifying liquid and the entrance refining lithium hydroxide purifying liquid outlet; postprocessing device. The wet crude monohydrate lithiumhydroxide monohydrate lithiumhydroxide entrance and exit, the lithium hydroxide monohydrate wet crude entrance with the lithium hydroxide wet crude product outlet. . The system adopts the preparation of high purity lithium hydroxide monohydrate industrial or industrial grade lithium carbonate crude system, industrial process is stable, stable and controllable product quality and high yield.

【技术实现步骤摘要】
制备单水氢氧化锂的系统
本技术涉及电池材料领域，具体而言，本技术涉及制备单水氢氧化锂的系统。
技术介绍
氢氧化锂主要应用在化工原料、电池行业、化学药品、航天、原子能等方面。随着新能源汽车产业快速扩张，带动电池产业和电池材料产业的迅猛发展。特斯拉体系、新型负极材料钛酸锂以及高镍三元材料对氢氧化锂的旺盛需求，使得电池材料市场对氢氧化锂需求呈爆发式增长。早期锂电池材料对氢氧化锂的要求主要表现在物理外观均匀、化学杂质低、批次稳定性好。但随着锂电行业的发展，对氢氧化锂产品上述性能方面要求更加严格，对高纯氢氧化锂的需求更加旺盛。氢氧化锂主要通过锂辉石提纯制备，锂辉石精矿硫酸浸出得到硫酸锂溶液，再通过冷冻析钠-深度除杂-重结晶工序获得氢氧化锂产品。该法主要存在以下问题：(1)产品纯度较低，产品杂质成分波动情况大，质量不易控制。往往需要多次结晶纯化才能得到合格的电池级单水氢氧化锂产品，要想获得高纯单水氢氧化锂产品难度更大；(2)冷冻析钠和多次蒸发结晶过程均会造成锂的大量损失，锂收率低。因此，制备高纯单水氢氧化锂的手段还有待改进。
技术实现思路
本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出制备单水氢氧化锂的系统。该系统可以采用工业级或次工业级碳酸锂粗品有效地制备得到高纯单水氢氧化锂产品，且工业流程稳定，产品质量稳定可控、收率高。在本技术的一个方面，本技术提出了一种制备单水氢氧化锂的系统。根据本技术的实施例，该系统包括：碳化除杂装置，所述碳化除杂装置具有碳酸锂粗品入口、水入口、二氧化碳入口、EDTA入口和精制碳酸锂出口；苛化装置，所述苛化装置具有精制碳酸锂入口、石灰乳入口和氢氧化锂完成液出口，所述精制碳酸锂入口与所述精制碳酸锂出口相连；离子交换装置，所述离子交换装置具有氢氧化锂完成液入口和精制氢氧化锂净化液出口，所述氢氧化锂完成液入口与所述氢氧化锂完成液出口相连；蒸发结晶装置，所述蒸发结晶装置具有精制氢氧化锂净化液入口和单水氢氧化锂湿粗品出口，所述精制氢氧化锂净化液入口与所述精制氢氧化锂净化液出口相连；后处理装置，所述后处理装置具有单水氢氧化锂湿粗品入口和单水氢氧化锂出口，所述单水氢氧化锂湿粗品入口与所述氢氧化锂湿粗品出口相连。由此，根据本技术实施例的制备单水氢氧化锂的系统可以采用工业级或次工业级碳酸锂粗品有效地制备得到高纯单水氢氧化锂产品，且工业流程稳定，产品质量稳定可控、收率高。任选的，所述碳化除杂装置为密闭机械搅拌反应釜。任选的，所述苛化装置为带加热控温的机械搅拌反应釜。任选的，所述离子交换装置为柱式离子交换罐。任选的，所述离子交换装置中使用的离子交换树脂包括D401、D732或IRC747。任选的，所述蒸发结晶装置为真空式结晶器或机械搅拌冷却式结晶器。任选的，所述后处理装置为离心洗涤器和真空干燥箱。本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本技术一个实施例的制备单水氢氧化锂的系统结构示意图；图2是根据本技术再一个实施例的制备单水氢氧化锂的系统结构示意图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。在本技术的一个方面，本技术提出了一种制备单水氢氧化锂的系统。根据本技术的实施例，参考图1～2，该系统包括：碳化除杂装置100、苛化装置200、离子交换装置300、蒸发结晶装置400和后处理装置500。下面参考图1～2对根据本技术实施例的制备单水氢氧化锂的系统进行详细描述：根据本技术的实施例，碳化除杂装置100具有碳酸锂粗品入口101、水入口102、二氧化碳入口103、EDTA入口104和精制碳酸锂出口105，碳化除杂装置100适于将碳酸锂粗品进行碳化除杂处理，以便除去碳酸锂粗品中的可溶性K、Na等杂质，得到精制碳酸锂。专利技术人在研究过程中发现，简单的洗涤方式仅能除去碳酸锂粗品表面吸附的可溶性杂质，而大部分可溶性K、Na等杂质夹杂于碳酸锂晶粒间，通过洗涤难以除去，进而专利技术人发现通过采用碳化除杂处理，可以有效地除去碳酸锂粗品中绝大部分可溶性K、Na等杂质。根据本技术的实施例，碳化除杂装置可以为密闭机械搅拌反应釜。具体的，根据本技术的实施例，参考图2，碳化除杂装置进一步包括：混料单元110、沉淀单元120、过滤单元130和热解单元140。根据本技术的实施例，混料单元110具有碳酸锂粗品入口101、水入口102和浆料出口111，混料单元110适于碳酸锂粗品与水混合，以便得到浆料。根据本技术的实施例，碳酸锂粗品与水的配比并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本技术的具体实施例，可以将碳酸锂粗品与水按照质量比1:(20～22)进行混合。专利技术人发现，当碳酸锂粗品质量固定时，随着水量的增加，虽然碳酸锂浆料与CO2接触的时间更长，接触面积增加，反应更完全；但由于溶解一定量的碳酸锂粗品所需的水量是固定的，水量超过一定限度后反应速率不会继续增加，相反会造成后续碳酸氢锂溶液热解过程耗能的增加。根据本技术的一个具体实施例，浆料出口111可以通过离心泵与后续沉淀单元120中的浆料入口121相连，由此，可以进一步提高物料输送效率。根据本技术的实施例，沉淀单元120具有浆料入口121、二氧化碳入口103、EDTA入口104和混合液出口122，浆料入口121与浆料出口111相连，沉淀单元120适于向混料单元110中得到的浆料中通入二氧化碳气体，直至浆料中的固体碳酸锂全部溶解，以便得到混合液。具体地，通过向浆料中通入二氧化碳气体，可以将固体碳酸锂转化为碳酸氢锂的形式，使Li进入液相，实现Li与难溶性Ca、Mg等杂质的分离。根据本技术的具体实施例，可以在20～30摄氏度下向浆料中通入二氧化碳气体。专利技术人发现，在一定温度范围内，升高温度有利于提高反应速率，但由于Li2CO3和CO2溶解度随温度的升高而减小，升高温度反而使反应速率减慢。此外，温度过高也会导致碳酸锂粗品中的杂质Ca、Mg在碳化后液中溶解，随着后续蒸发分解过程又进入纯化碳酸锂中，导致杂质Ca、Mg的难以分离。根据本技术的实施例，过滤单元130具有混合液入口131、滤渣出口132和滤液出口133，混合液入口131与混合液出口122相连，过滤单元130适于将沉淀单元120中得到的混合液与EDTA混合，以便利用EDTA沉淀混合液中的难溶性Ca、Mg等杂质，进而采用机械搅拌的方式过滤除去难溶性杂质，并收集滤液，从而实现Li与难溶性Ca、Mg等杂质的分离。根据本技术的实施例，混合液与EDTA的配比并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本技术的具体实施例，EDTA的质量可以为调浆步骤中碳酸锂粗品质量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备单水氢氧化锂的系统，其特征在于，包括：碳化除杂装置，所述碳化除杂装置具有碳酸锂粗品入口、水入口、二氧化碳入口、EDTA入口和精制碳酸锂出口；苛化装置，所述苛化装置具有精制碳酸锂入口、石灰乳入口和氢氧化锂完成液出口，所述精制碳酸锂入口与所述精制碳酸锂出口相连；离子交换装置，所述离子交换装置具有氢氧化锂完成液入口和精制氢氧化锂净化液出口，所述氢氧化锂完成液入口与所述氢氧化锂完成液出口相连；蒸发结晶装置，所述蒸发结晶装置具有精制氢氧化锂净化液入口和单水氢氧化锂湿粗品出口，所述精制氢氧化锂净化液入口与所述精制氢氧化锂净化液出口相连；后处理装置，所述后处理装置具有单水氢氧化锂湿粗品入口和单水氢氧化锂出口，所述单水氢氧化锂湿粗品入口与所述氢氧化锂湿粗品出口相连。

【技术特征摘要】
1.一种制备单水氢氧化锂的系统，其特征在于，包括：碳化除杂装置，所述碳化除杂装置具有碳酸锂粗品入口、水入口、二氧化碳入口、EDTA入口和精制碳酸锂出口；苛化装置，所述苛化装置具有精制碳酸锂入口、石灰乳入口和氢氧化锂完成液出口，所述精制碳酸锂入口与所述精制碳酸锂出口相连；离子交换装置，所述离子交换装置具有氢氧化锂完成液入口和精制氢氧化锂净化液出口，所述氢氧化锂完成液入口与所述氢氧化锂完成液出口相连；蒸发结晶装置，所述蒸发结晶装置具有精制氢氧化锂净化液入口和单水氢氧化锂湿粗品出口，所述精制氢氧化锂净化液入口与所述精制氢氧化锂净化液出口相连；后处理装置，所述后处理装置具有单水氢氧化锂湿粗品入口和单水氢氧化锂出口，所述单水氢氧化锂湿粗品入口与所述氢氧化锂湿粗品出口相连。2.根据权利要求1所述的制备单水氢氧化锂的系统，其特征在于，所述碳化除杂装置进一步包括：混料单元，所述混料单元具有碳酸锂粗品入口、水入口和浆料出口；沉淀单元，所述沉淀单元具有浆料入口、二氧化碳入口、EDTA入口和混...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐建文，杜国山，羡鹏飞，周文龙，汪德华，徐月和，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11