一种采用硫酸锂粗矿制备电池级碳酸锂并回收副产物的方法技术

本发明专利技术公开了一种采用硫酸锂粗矿制备电池级碳酸锂并回收副产物的方法，包括以下步骤：电池级碳酸锂的制备；石膏、水氯镁石和硼酸盐混盐的制备；芒硝的制备。在本发明专利技术中，一级浆洗采用沉锂产生的氯化锂母液和硫酸钠溶液进行浆洗，可以降低硫酸锂的损失，提高回收率；二级浆洗含碳酸锂的再循环溶液L4作为浆洗液，除去可溶性的钙镁离子的同时，回收再循环溶液中的锂；二级浆洗固液分离的滤液L5含锂，返回一级浆洗补液，溶解可溶性杂质离子的同时，降低一级浆洗的损失；二级硫酸锂精料采用制芒硝母液L6溶解，溶解过程析出NaCl混盐后沉锂；在本发明专利技术中，粗碳酸锂采用含碳酸锂的再循环溶液浆洗，减少系统外排的同时，又可以提高锂的收率。

【技术实现步骤摘要】
一种采用硫酸锂粗矿制备电池级碳酸锂并回收副产物的方法
本专利技术属于碳酸锂生产制备
，具体涉及一种采用硫酸锂粗矿制备电池级碳酸锂并回收副产物的方法。
技术介绍
有21世纪的“能源新贵”之称的锂是自然界最轻、最活泼的金属元素，是一种新能源原料。自然界中锂资源主要存在于花岗伟晶岩型矿床、盐湖卤水、海水及地热水中。开发西藏地区盐湖资源最困难的是无法在湖区建设化学加工厂，而且，距离具备工业加工能力的地方遥远，因此，只能在湖区获取高品位矿物后运出加工，其核心就是要利用当地自然环境通过修建盐田来得到系列盐田矿物。西藏盐湖地区具有日照时间长、年温差和昼夜温差大、干旱少雨、风大等有利自然条件，可采用自然能富集分离硫酸盐型盐湖卤水中有益元素的方法获得硫酸锂粗矿，该矿的其它成分为NaCl、MgSO4·7H2O和光卤石(KCl·MgCl2·6H2O)等水溶性盐及少量砂石。由于该硫酸锂粗矿品位较低，为提高其经济附加值，需将有价锂元素含量提高。目前，从盐湖中提取碳酸锂的研究有很多种，例如在专利号为201711113491.0“一种利用盐湖锂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种的采用硫酸锂粗矿制备电池级碳酸锂并回收副产物的方法，包括以下步骤：/n1)两级浆洗：将硫酸锂粗矿粉碎筛选后，采用一级浆洗液在特定温度下进行一级浆洗，浆洗完毕后，进行固液分离，得到一级硫酸锂精料S1和一级浆洗滤液L3；将一级硫酸锂精料S1与再循环溶液L4在特定温度下，进行二级浆洗，二级浆洗料经固液分离后得到二级硫酸锂精料S2和二级浆洗滤液L5；二级浆洗滤液L5可返回至一级浆洗过程，作为浆洗液的一部分；/n其中：一级浆洗液为氯化锂母液L1和硫酸钠溶液L2组成的混合液或者氯化锂母液L1、硫酸钠溶液L2和二级浆洗滤液L5组成的混合液；一级浆洗滤液L3用于制取石膏、水氯镁石和硼酸盐混盐；/n2)...

【技术特征摘要】
1.一种的采用硫酸锂粗矿制备电池级碳酸锂并回收副产物的方法，包括以下步骤：
1)两级浆洗：将硫酸锂粗矿粉碎筛选后，采用一级浆洗液在特定温度下进行一级浆洗，浆洗完毕后，进行固液分离，得到一级硫酸锂精料S1和一级浆洗滤液L3；将一级硫酸锂精料S1与再循环溶液L4在特定温度下，进行二级浆洗，二级浆洗料经固液分离后得到二级硫酸锂精料S2和二级浆洗滤液L5；二级浆洗滤液L5可返回至一级浆洗过程，作为浆洗液的一部分；
其中：一级浆洗液为氯化锂母液L1和硫酸钠溶液L2组成的混合液或者氯化锂母液L1、硫酸钠溶液L2和二级浆洗滤液L5组成的混合液；一级浆洗滤液L3用于制取石膏、水氯镁石和硼酸盐混盐；
2)粗碳酸锂的制备：将步骤1)中制备的二级硫酸锂精料S2在特定温度下溶解于制芒硝母液L6或硫酸钠溶液L2，在产生溶液L6之前，该步骤可以只用硫酸钠溶液L2，溶解过程析出NaCl混合盐，然后进行固液分离，得到NaCl混合盐滤饼S3和滤液；将滤液进行精密过滤，得到溶液L8；溶液L8经离子交换除硼后，得到溶液L9；将溶液L9加入到沉锂反应器，加入苏打液L10进行反应，析出碳酸锂晶体，反应液经固液分离后得到沉锂母液L11和粗碳酸锂S4；其中：沉锂母液L11用于制备芒硝；
3)进一步浆洗+碳化：将粗碳酸锂S4用再循环溶液L4进行进一步浆洗，浆洗完毕后，经过固液分离，得到溶液L12和湿碳酸锂S6；将湿碳酸锂S6加入到碳酸锂浆化槽中，加入去离子水，在特定温度下进行浆化，浆化完毕后，将浆化液泵入碳化反应釜，接着通入CO2气体和再循环溶液L4，在特定温度下进行碳化反应，反应完毕后，将反应液进行精密过滤，得到溶液L13；
4)电池级碳酸锂的制备：将步骤3)中的溶液L13经过离子交换法去除钙镁后，得到溶液L14；将溶液L14加入脱碳反应釜进行脱碳反应，接着进行固液分离，得到再循环溶液L4和湿碳酸锂S7；将湿碳酸锂S7进行干燥脱水处理得到碳酸锂S8，碳酸锂S8经过粉碎至合格粒径得到电池级碳酸锂S9；
步骤1)中，一级浆洗滤液L3主要由MgCl2、MgSO4、LiCl和Na2B4O7组成，从一级浆洗滤液L3制备石膏、水氯镁石和硼酸盐混盐；包括以下步骤：
M1、将一级浆洗滤液L3加入石膏沉降反应器中，同时加入混合液(氯化钙溶液和盐酸洗液)或者单独的氯化钙溶液，在特定的温度下，一级浆洗滤液L3中的MgSO4与氯化钙溶液发生反应生成CaSO4和MgCl2，析出的CaSO4·2H2O晶体形成石膏浆液L20；
M2、石膏浆液经固液分离后得到溶液L21和石膏S13；溶液L21主要含MgCl2，送蒸发装置提取镁和硼，也可部分开路生产Mg(OH)2；
M3、将溶液L21加入蒸发装置进行蒸发提浓，得到溶液L22；从蒸发装置中排出的溶液L22经过冷却降温结晶，得到水氯镁石悬浮液L23，水氯镁石悬浮液L23经过固液分离后得到溶液L24和水氯镁石S14；
M4、将溶液L24加入除硼反应器中，同时加入微量絮凝剂，在特定温度下进行反应析出Na2B4O7晶体，形成硼酸盐浆液L25；
M5、硼酸盐浆液L25经固液分离后得到氯化锂溶液L1和硼酸盐混盐S15；氯化锂溶液L1可返回硫酸锂粗矿的一级浆洗作补充液；
步骤3)中，沉锂母液L11用于制备芒硝的方法，包括以下步骤：
K1、沉锂母液L11加入蒸发装置进行蒸发提浓，析出NaCl、Na2SO4、Li2CO3晶体，得到悬浮液L15，从蒸发装置中排出的悬浮液L15在特定温度下进行固液分离，得到浓缩母液L16和混合盐S10，浓缩母液L16可返回至步骤2)作为母液L6的补充液；
K2、将混合盐S10加入溶解槽中，在特定温度下加入部分母液L19，产生母液L19之前，采用工艺水进行浆化，浆化液经过固液分离后，得到溶液L17和粗碳酸锂S11；
K3、将溶液L17加入降温结晶装置，采用冷冻液冷却，降温结晶得到芒硝悬浮液L18；
K4、芒硝悬浮液L18经过固液分离后得到芒硝母液L19和产品芒硝S12，芒硝母液L19可作为母液L6的补充液；产品芒硝S12也可根据需要部分配制成溶液补充至硫酸钠溶液L2。


2.根据权利要求1所述的采用硫酸锂粗矿制备电池级碳酸锂并回收副产物的方法，其特征在于，所述步骤1)中，浆洗在浆洗反应器中进行，一级浆洗的特定温度为60～70℃，氯化锂母液L1的浓度为2...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚腾猛，袁爱武，李伟达，
申请(专利权)人：长沙有色冶金设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43