一种锂辉石制备碳酸锂的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种锂辉石制备碳酸锂的方法及系统。含锂辉石的原料料浆依次与低温、中温和高温预热器中的闪蒸蒸汽以及提温压煮器中的高温蒸汽直接热交换，使原料料浆的温度达到反应温度。原料料浆在停留压煮器中反应得到产物料浆。产物料浆依次在高温、中温、低温闪蒸器中降低压力，排出闪蒸蒸汽，同时降低产物料浆的温度。降温后的产物料浆经过固液分离、净化、沉锂后得到碳酸锂。原料料浆在低温、中温和高温预热器中直接与蒸汽发生无介质热交换，不易结疤。三级闪蒸对应三级预热，提高换热效率、提高产能，节省物料。提温压煮器和停留压煮器根据含锂矿石的物料性质提供多种反应温度、多种反应停留时间，有利于生产指标的控制，降低生产成本和劳动成本。生产成本和劳动成本。生产成本和劳动成本。

【技术实现步骤摘要】
一种锂辉石制备碳酸锂的方法及系统


[0001]本专利技术涉及碳酸锂制备
，具体涉及一种锂辉石制备碳酸锂的方法及系统。

技术介绍

[0002]碳酸锂是一种无机化合物，其用于制造锂化合物、搪瓷、玻璃、合成橡胶、染料等，还应用于半导体、军事国防工业、电视机、原子能、医药以及催化剂。
[0003]传统的锂辉石采用硫酸法工艺生产碳酸锂。具体的，先将天然锂辉石在温度为950
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1100℃的条件下焙烧，使其由单晶系的α
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锂辉石转变成四方晶系的β
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锂辉石。由于天然锂辉石的晶型发生转变，因而其物理化学性质也随着变化，且化学活性增加，能与酸碱发生各种反应。然后，将硫酸与β
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锂辉石在温度为250
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300℃的条件下焙烧，以使β
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锂辉石通过硫酸化焙烧发生置换反应，生成可溶性硫酸锂和不溶性脉石。浸出的硫酸锂溶液经蒸发浓缩，加入碳酸钠生成粗碳酸锂。粗碳酸锂再经离心分离、干燥，制得碳酸锂成品。
[0004]中国专利[CN104071811A]公开了一种锂辉石硫酸压煮法提取锂盐的工艺。该工艺中，晶型转变后的锂辉石与硫酸在温度为250
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300℃的条件下焙烧，以使锂辉石通过硫酸化焙烧发生置换反应。反应产物经分离、洗涤除杂后加入石灰石，使其酸碱度调至中性，得到硫酸锂溶液。硫酸锂溶液经蒸发浓缩加入碳酸钠生成粗碳酸锂。粗碳酸锂再经离心分离、干燥，制得碳酸锂成品。然而，反应产物需要加入较多的石灰石来中和pH值。大量硫酸和石灰的使用使得生产物料较多，生产成本高。同时，硫酸对设备腐蚀性较大，容易造成人员伤亡及环境污染。另外，锂辉石与硫酸焙烧使用占地面积较大、配套设备多的回转窑，这不仅导致余热无法回收，而且还需要使用较多冷却水进行冷却，导致物料浪费。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决上述技术问题，提出了如下技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供了一种锂辉石制备碳酸锂的方法，包括：将含锂辉石的原料料浆依次与低温预热器、中温预热器、高温预热器、提温压煮器中的蒸汽进行换热，以使所述原料料浆温度达到240
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260℃；提温后的所述原料料浆在停留压煮器中保温反应1
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3h，形成产物料浆；所述产物料浆依次在高温闪蒸器、中温闪蒸器、低温闪蒸器中降低压力，排出闪蒸蒸汽，以使所述产物料浆温度达到90
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110℃；降温后的所述产物料浆经过固液分离器进行固液分离，得到含锂粗液；所述含锂粗液净化、沉锂后得到碳酸锂。
[0006]结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述原料料浆由锂辉石、石灰和硫酸钠按照一定比例在配料槽中混合均匀形成。
[0007]结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述原料料浆由锂辉石和氢氧化钠按照一定比例在配料槽中混合均匀形成。
[0008]结合第一方面第一种可能的实现方式或第一方面第二种可能的实现方式，所述锂辉石为1000
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1100℃转晶后的β
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锂辉石。
[0009]结合第一方面，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述将含锂辉石的原料料浆依次与低温预热器、中温预热器、高温预热器、提温压煮器中的蒸汽进行换热，以使所述原料料浆温度达到240
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260℃，包括：所述原料料浆与低温预热器中的蒸汽进行换热，以使所述原料料浆温度达到90
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110℃；提温后的所述原料料浆与中温预热器中的蒸汽进行换热，以使所述原料料浆温度达到140
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160℃；提温后的所述原料料浆与高温预热器中的蒸汽进行换热，以使所述原料料浆温度达到190
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210℃；提温后的所述原料料浆与提温压煮器中的蒸汽进行换热，以使所述原料料浆温度达到240
‑
260℃；所述低温预热器、所述中温预热器和所述高温预热器中产生的乏汽排入乏汽收集器中。
[0010]结合第一方面，在第一方面第四种可能的实现方式中，降温后的所述产物料浆经过锂盐浆液槽暂存后进入所述固液分离器进行固液分离。
[0011]结合第一方面，在第一方面第五种可能的实现方式中，1/2
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1/4体积量的所述含锂粗液排入配料槽配料，1/2
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3/4体积量的所述含锂粗液净化、沉锂后得到碳酸锂。
[0012]结合第一方面，在第一方面第六种可能的实现方式中，使用碳酸钠进行沉锂。
[0013]第二方面，本专利技术实施例提供了一种锂辉石制备碳酸锂的系统，包括顺次相连接的配料槽、低温预热器、中温预热器、高温预热器、提温压煮器、停留压煮器、高温闪蒸器、中温闪蒸器、低温闪蒸器、锂盐浆液槽和固液分离器；其中，所述低温预热器、所述中温预热器和所述高温预热器均分别连通乏汽收集器；所述提温压煮器和所述停留压煮器均连通高温蒸汽；所述低温闪蒸器还连通所述低温预热器；所述中温闪蒸器还连通所述中温预热器；所述高温闪蒸器还连通所述高温预热器；所述固液分离器还连通所述配料槽。
[0014]结合第二方面，在第二方面第一种可能的实现方式中，所述配料槽与所述低温预热器之间设有一号加压泵；所述低温预热器与所述中温预热器之间设有二号加压泵；所述中温预热器与所述高温预热器之间设有三号加压泵；所述高温预热器与所述提温压煮器之间设有四号加压泵；所述锂盐浆液槽与所述固液分离器之间设有五号加压泵。
[0015]本申请提供一种锂辉石制备碳酸锂的方法及系统。该方法及系统中，含锂辉石的原料料浆依次与低温预热器、中温预热器和高温预热器中的闪蒸蒸汽直接进行热交换，提高原料料浆的温度。提温后的原料料浆与提温压煮器中的高温蒸汽直接进行热交换，达到反应温度。原料料浆在停留压煮器中进行反应得到产物料浆。产物料浆依次在高温闪蒸器、中温闪蒸器、低温闪蒸器中降低压力，排出闪蒸蒸汽，同时降低产物料浆的温度。降温后的产物料浆经过固液分离、净化、沉锂后得到碳酸锂。原料料浆在低温预热器、中温预热器和高温预热器中直接与蒸汽发生无介质热交换，不易结疤。同时，三级闪蒸对应三级预热，使得换热效率高，最终提高产能，节省物料，提高生产效率。提温压煮器和停留压煮器可以根据含锂矿石的物料性质提供多种反应温度、多种反应停留时间，这有利于生产指标的控制，
同时还能够降低生产成本和劳动成本。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例提供的锂辉石制备碳酸锂的系统的结构示意图；符号表示：1
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配料槽，2
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一号加压泵，3
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低温预热器，4
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二号加压泵，5
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中温预热器，6
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三号加压泵，7
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高温预热器，8
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四号加压泵，9
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提温压煮器，10
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停留压煮器，11
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高温闪蒸器，12
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂辉石制备碳酸锂的方法，其特征在于，包括：将含锂辉石的原料料浆依次与低温预热器、中温预热器、高温预热器、提温压煮器中的蒸汽进行换热，以使所述原料料浆温度达到240
‑
260℃；提温后的所述原料料浆在停留压煮器中保温反应1
‑
3h，形成产物料浆；所述产物料浆依次在高温闪蒸器、中温闪蒸器、低温闪蒸器中降低压力，排出闪蒸蒸汽，以使所述产物料浆温度达到90
‑
110℃；降温后的所述产物料浆经过固液分离器进行固液分离，得到含锂粗液；所述含锂粗液净化、沉锂后得到碳酸锂。2.根据权利要求1所述的锂辉石制备碳酸锂的方法，其特征在于，所述原料料浆由锂辉石、石灰和硫酸钠按照一定比例在配料槽中混合均匀形成。3.根据权利要求1所述的锂辉石制备碳酸锂的方法，其特征在于，所述原料料浆由锂辉石和氢氧化钠按照一定比例在配料槽中混合均匀形成。4.根据权利要求2或3所述的锂辉石制备碳酸锂的方法，其特征在于，所述锂辉石为1000
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1100℃转晶后的β
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锂辉石。5.根据权利要求1所述的锂辉石制备碳酸锂的方法，其特征在于，所述将含锂辉石的原料料浆依次与低温预热器、中温预热器、高温预热器、提温压煮器中的蒸汽进行换热，以使所述原料料浆温度达到240
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260℃，包括：所述原料料浆与低温预热器中的蒸汽进行换热，以使所述原料料浆温度达到90
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110℃；提温后的所述原料料浆与中温预热器中的蒸汽进行换热，以使所述原料料浆温度达到140
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160℃；提温后的所述原料料浆与高温预热器中的蒸汽进行换热，以使所述原料料浆温度达到190
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210℃；提温后的所述原料料浆与提温压煮器中的蒸汽进行换热，以使所述原料料...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏伟，亓亮，吕延鹏，
申请(专利权)人：山东瑞福锂业有限公司，
类型：发明
国别省市：