本(ben)發(fa)明涉(she)及碳(tan)酸鋰生產，具體(ti)涉(she)及一(yi)種碳(tan)酸鋰的生產工藝。

背景技術：

1、碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鋰(li)(li)(li)是(shi)一種具(ju)有(you)(you)(you)多種性(xing)(xing)(xing)質和(he)用途的(de)重要無機(ji)化(hua)合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)，化(hua)學(xue)式為(wei)li2co3。它(ta)呈現(xian)為(wei)無色(se)單斜系晶體(ti)，微(wei)溶(rong)(rong)于(yu)(yu)水、稀酸(suan)(suan)(suan)(suan)，但不溶(rong)(rong)于(yu)(yu)乙醇(chun)、丙酮(tong)。碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鋰(li)(li)(li)的(de)熱穩定性(xing)(xing)(xing)低于(yu)(yu)周(zhou)期表中(zhong)(zhong)同族(zu)其他元(yuan)素的(de)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽(yan)，在空(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)不會潮(chao)解。碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鋰(li)(li)(li)具(ju)有(you)(you)(you)堿性(xing)(xing)(xing)和(he)還原(yuan)(yuan)性(xing)(xing)(xing)，可(ke)以與酸(suan)(suan)(suan)(suan)反(fan)應生(sheng)成相應的(de)鋰(li)(li)(li)鹽(yan)，也可(ke)以與金屬氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)(wu)、氫氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)(wu)等(deng)發(fa)生(sheng)反(fan)應。此外，它(ta)還可(ke)以與一些有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)發(fa)生(sheng)反(fan)應，生(sheng)成相應的(de)鋰(li)(li)(li)鹽(yan)或(huo)有(you)(you)(you)機(ji)鋰(li)(li)(li)化(hua)合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)。碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鋰(li)(li)(li)在多個領域有(you)(you)(you)廣泛的(de)應用。在工業上，它(ta)可(ke)以用作陶瓷、玻(bo)璃、鐵氧(yang)體(ti)等(deng)的(de)原(yuan)(yuan)料，以及元(yuan)件噴銀漿等(deng)。在醫學(xue)上，碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鋰(li)(li)(li)被(bei)用于(yu)(yu)治療躁狂(kuang)癥(zheng)、雙相情感障礙、抑郁癥(zheng)等(deng)精神障礙，是(shi)一種常用的(de)心境穩定劑。

2、在生產(chan)中，碳酸(suan)(suan)鋰(li)可(ke)以通(tong)過多(duo)種方(fang)法(fa)制得，如礦(kuang)石(shi)碳酸(suan)(suan)法(fa)、鹽湖鹵水法(fa)、回收法(fa)和化學(xue)合成法(fa)等。現有(you)(you)的(de)(de)一(yi)種通(tong)過磷(lin)酸(suan)(suan)鐵(tie)鋰(li)廢(fei)(fei)粉制取碳酸(suan)(suan)鋰(li)的(de)(de)方(fang)法(fa)中，第一(yi)步即為對磷(lin)酸(suan)(suan)鐵(tie)鋰(li)廢(fei)(fei)粉的(de)(de)浸(jin)(jin)出處(chu)理以獲得含有(you)(you)鋰(li)元素(su)的(de)(de)硫酸(suan)(suan)鋰(li)以用于后續處(chu)理，在現有(you)(you)的(de)(de)浸(jin)(jin)出方(fang)法(fa)中，為了保證浸(jin)(jin)出效果，需要酸(suan)(suan)浸(jin)(jin)兩次(ci)(ci)，一(yi)次(ci)(ci)高濃度(du)酸(suan)(suan)浸(jin)(jin)，一(yi)次(ci)(ci)低濃度(du)酸(suan)(suan)浸(jin)(jin)，兩次(ci)(ci)酸(suan)(suan)浸(jin)(jin)中間還需要進行(xing)物料的(de)(de)轉移，使得生產(chan)效率較低。

技術實現思路

1、本發明(ming)所解決的技術(shu)問(wen)題為：現有的浸(jin)(jin)出(chu)方法中，為了保證浸(jin)(jin)出(chu)效(xiao)果，需要酸浸(jin)(jin)兩(liang)次(ci)(ci)(ci)，一次(ci)(ci)(ci)高濃(nong)度酸浸(jin)(jin)，一次(ci)(ci)(ci)低濃(nong)度酸浸(jin)(jin)，兩(liang)次(ci)(ci)(ci)酸浸(jin)(jin)中間還(huan)需要進行物料的轉移，使得生(sheng)產效(xiao)率(lv)較低。

2、本(ben)發明的目的可以通過以下技術方案實現：

3、一種碳酸鋰的生產工藝，依(yi)次(ci)按(an)照如下(xia)步驟進行：

4、漿(jiang)(jiang)化(hua)：將磷(lin)酸(suan)鐵(tie)鋰廢粉(fen)加(jia)入(ru)到漿(jiang)(jiang)化(hua)槽內，與(yu)洗水混合漿(jiang)(jiang)化(hua)得到磷(lin)酸(suan)鐵(tie)鋰漿(jiang)(jiang)料；

5、浸出：將磷酸鐵(tie)鋰漿(jiang)料泵入浸出槽(cao)；然后向(xiang)浸出槽(cao)內(nei)加入濃硫酸并通入氧氣進行(xing)浸出處理；

6、固液(ye)(ye)分(fen)離：對(dui)浸出(chu)處理(li)后(hou)的漿(jiang)料進行固液(ye)(ye)分(fen)離處理(li)，固液(ye)(ye)分(fen)離后(hou)得到(dao)濾(lv)液(ye)(ye)和濾(lv)餅；

7、將濾液通(tong)入凈(jing)(jing)化(hua)(hua)槽內，并向凈(jing)(jing)化(hua)(hua)槽內加(jia)入熟石(shi)灰進行(xing)反應(ying)，反應(ying)完畢(bi)后(hou)進入下一步；

8、向凈(jing)化槽(cao)中加入除氟劑以(yi)及濃硫酸進行反應，反應完畢后(hou)進入下一步；

9、對溶(rong)液(ye)進行固液(ye)分離處理得到凈(jing)化渣和凈(jing)化液(ye)；

10、對凈化液進行(xing)子交換(huan)樹(shu)脂深度除(chu)鈣處理(li)獲(huo)得精制液；

11、在溶(rong)堿槽內(nei)配置(zhi)碳酸鈉溶(rong)液，并(bing)將配置(zhi)完成的碳酸鈉溶(rong)液輸送至沉鋰(li)槽內(nei)；

12、將精制液輸送至高位(wei)槽，高位(wei)槽內的(de)精制液經由布料器自流進入沉鋰槽；

13、恒溫攪拌(ban)，使得(de)精制液與碳(tan)酸鈉溶液在沉鋰(li)槽內反(fan)應進(jin)行沉鋰(li)；

14、固液分離，反應(ying)完成(cheng)后，通過離心機進行液固分離，得到初級碳酸(suan)鋰濕料(liao)及沉鋰母(mu)液；

15、攪洗，初級碳(tan)酸鋰濕料按液固比(bi)5：1用熱純水攪洗后再次液固分離，并對(dui)分離后的濕料重復進(jin)行攪洗處理，直至(zhi)獲(huo)得(de)目標碳(tan)酸鋰濕料；

16、攪洗處理后的目標(biao)碳酸鋰濕料再經烘干、粉碎、混(hun)批、除磁后包裝(zhuang)，得到合格的電(dian)池級(ji)碳酸鋰成品。

17、在本發明的一方案中：浸(jin)出(chu)槽內設置(zhi)有多個(ge)通(tong)氣(qi)管(guan)，通(tong)氣(qi)管(guan)的出(chu)口(kou)端設置(zhi)于(yu)(yu)浸(jin)出(chu)槽的底(di)部位置(zhi)，用于(yu)(yu)分(fen)別輸送氧(yang)氣(qi)、高溫蒸汽。

18、在本發明的一方案中(zhong)：浸出(chu)過(guo)程維持ph值范(fan)圍0.5～1.5，浸出(chu)過(guo)程中(zhong)利用濃(nong)硫酸(suan)放熱升(sheng)溫，并通過(guo)通入蒸汽配合(he)使得浸出(chu)處理處于恒溫85～90℃狀態。

19、在本發明的(de)(de)(de)(de)一方(fang)案中：對固液分離后得(de)到的(de)(de)(de)(de)濾餅進行洗滌處理，回收其中含有的(de)(de)(de)(de)可(ke)溶鋰，洗滌處理的(de)(de)(de)(de)過程如下：

20、在(zai)固(gu)液(ye)(ye)(ye)分離處理之后，經由壓(ya)(ya)濾機(ji)的(de)(de)出(chu)(chu)料口通(tong)入清(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)液(ye)(ye)(ye)，對濾布以及濾餅進(jin)(jin)行一(yi)(yi)次(ci)(ci)清(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)，然后進(jin)(jin)行一(yi)(yi)次(ci)(ci)壓(ya)(ya)濾，得到(dao)一(yi)(yi)次(ci)(ci)濾液(ye)(ye)(ye)；然后再(zai)次(ci)(ci)經由壓(ya)(ya)濾機(ji)的(de)(de)出(chu)(chu)料口通(tong)入清(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)液(ye)(ye)(ye)，對濾布以及濾餅進(jin)(jin)行二次(ci)(ci)清(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)，然后進(jin)(jin)行二次(ci)(ci)壓(ya)(ya)濾，得到(dao)二次(ci)(ci)濾液(ye)(ye)(ye)；如此重復進(jin)(jin)行多次(ci)(ci)清(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)，直至清(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)完成，在(zai)清(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)過程中，本次(ci)(ci)清(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)通(tong)入的(de)(de)清(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)液(ye)(ye)(ye)采用下一(yi)(yi)次(ci)(ci)清(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)得到(dao)的(de)(de)濾液(ye)(ye)(ye)以實現逆流洗(xi)(xi)(xi)滌。

21、在本發明的一方案中：熟石(shi)灰(hui)分成(cheng)多次(ci)定量加(jia)(jia)入(ru)，每次(ci)加(jia)(jia)入(ru)后充(chong)分反應(ying)后進(jin)行再次(ci)加(jia)(jia)入(ru)，直至(zhi)添(tian)加(jia)(jia)熟石(shi)灰(hui)不再生成(cheng)沉淀(dian)后進(jin)入(ru)下一步(bu)，加(jia)(jia)入(ru)熟石(shi)灰(hui)的同(tong)時進(jin)行攪拌處理，使得(de)其充(chong)分反應(ying)形成(cheng)沉淀(dian)。

22、在本發明的(de)一方案(an)中：對固液分離(li)后得(de)到的(de)凈化渣(zha)進(jin)行(xing)洗滌處理，回收其中含有的(de)有價元素，產生(sheng)的(de)洗水返回至制(zhi)液工段。

23、在本發明的一方案中：在將碳(tan)酸(suan)鈉溶(rong)液泵入沉鋰槽內之前(qian)對碳(tan)酸(suan)鈉溶(rong)液進(jin)行(xing)精濾處理。

24、在本發明的(de)一方案中：通(tong)過(guo)(guo)布(bu)料(liao)器向(xiang)沉鋰槽內加入精制(zhi)液(ye)的(de)時(shi)間為(wei)1.5小時(shi)，精制(zhi)液(ye)加料(liao)結束后繼(ji)續恒(heng)溫(wen)(wen)攪拌1小時(shi)，沉鋰過(guo)(guo)程溫(wen)(wen)度控(kong)制(zhi)在90～95℃。

25、在(zai)本發(fa)明的一方案(an)中(zhong)：離(li)心得(de)到的沉鋰母液在(zai)脫碳槽(cao)內加入硫酸(suan)(suan)中(zhong)和(he)(he)碳酸(suan)(suan)根后(hou)(hou)再加入片(pian)堿(jian)，得(de)到ph值(zhi)為中(zhong)性的硫酸(suan)(suan)鈉(na)(na)稀(xi)溶液；將硫酸(suan)(suan)鈉(na)(na)稀(xi)溶液泵(beng)入mvr濃(nong)(nong)縮(suo)結晶裝置中(zhong)蒸發(fa)濃(nong)(nong)縮(suo)至鋰濃(nong)(nong)度(du)為10g/l后(hou)(hou)離(li)心分離(li)，得(de)到無水硫酸(suan)(suan)鈉(na)(na)和(he)(he)濃(nong)(nong)縮(suo)母液；濃(nong)(nong)縮(suo)母液經冷凍結晶、離(li)心分離(li)后(hou)(hou)得(de)到十(shi)水硫酸(suan)(suan)鈉(na)(na)和(he)(he)析鈉(na)(na)母液，十(shi)水硫酸(suan)(suan)鈉(na)(na)返(fan)(fan)回脫碳槽(cao)重溶，析鈉(na)(na)母液返(fan)(fan)回制液工(gong)段(duan)進行再利用。

26、在本發(fa)明的一方案中(zhong)：沉(chen)鋰(li)工段的設(she)備、管道選擇非金屬材質。

27、在(zai)本發明的(de)一方案中：當(dang)沉鋰工段的(de)設(she)備、管道(dao)為金屬材質(zhi)時，金屬材質(zhi)禁銅鋅。

28、根據本發(fa)明的一(yi)種碳酸鋰的生產工藝，至(zhi)少具有(you)如下技術效(xiao)果之一(yi)：

29、本(ben)技(ji)術在浸(jin)出處理(li)過(guo)程中(zhong)(zhong)采用(yong)(yong)硫酸反(fan)(fan)應(ying)體(ti)系(xi)，同(tong)時(shi)采用(yong)(yong)氧(yang)氣作(zuo)為氧(yang)化劑，由于硫酸、氧(yang)氣獲取難(nan)度較低，使(shi)(shi)得(de)(de)(de)本(ben)工藝生(sheng)產成本(ben)降低，同(tong)時(shi)，采用(yong)(yong)硫酸、氧(yang)氣進行反(fan)(fan)應(ying)，可以(yi)(yi)避免引入(ru)其他雜(za)(za)質，無需(xu)后續的(de)(de)除(chu)雜(za)(za)處理(li)。進一步的(de)(de)，采用(yong)(yong)特(te)殊結構(gou)的(de)(de)浸(jin)出系(xi)統，即基(ji)于現有(you)的(de)(de)外部(bu)加熱結構(gou)的(de)(de)基(ji)礎上(shang)，設置(zhi)多個(ge)通(tong)(tong)氣管(guan)，并將通(tong)(tong)氣管(guan)的(de)(de)出口端設置(zhi)于浸(jin)出液(ye)的(de)(de)底部(bu)位置(zhi)，用(yong)(yong)于分別輸送氧(yang)氣、高溫(wen)蒸汽(qi)。進而實現二(er)價鐵離(li)子在高酸度下(xia)與(yu)氧(yang)氣發生(sheng)氧(yang)化還(huan)原反(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)同(tong)時(shi)，提高反(fan)(fan)應(ying)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)。在本(ben)技(ji)術中(zhong)(zhong)，在常壓條(tiao)件下(xia)，將氧(yang)氣和蒸汽(qi)通(tong)(tong)入(ru)液(ye)體(ti)底部(bu)，其中(zhong)(zhong)蒸汽(qi)能起到加熱作(zuo)用(yong)(yong)，使(shi)(shi)得(de)(de)(de)溶液(ye)升溫(wen)速度快，配合外部(bu)的(de)(de)加熱結構(gou)同(tong)時(shi)作(zuo)用(yong)(yong)可以(yi)(yi)有(you)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)保證加熱速率(lv)以(yi)(yi)及(ji)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)，同(tong)時(shi)，通(tong)(tong)入(ru)的(de)(de)氣體(ti)能夠與(yu)溶液(ye)接(jie)觸更充分，并對于溶液(ye)能夠起到攪(jiao)動(dong)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)，使(shi)(shi)得(de)(de)(de)溶液(ye)反(fan)(fan)應(ying)均勻(yun)快速，有(you)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)提升酸浸(jin)反(fan)(fan)應(ying)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)，一次(ci)即可達成目標浸(jin)出效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)。本(ben)方(fang)法在工業化生(sheng)產中(zhong)(zhong)，浸(jin)出渣(zha)量約為1～1.1t/噸原料，渣(zha)含鋰(li)(li)≤0.1％，最低可達到0.03％以(yi)(yi)下(xia)；最終保證浸(jin)出處理(li)過(guo)程獲得(de)(de)(de)鋰(li)(li)的(de)(de)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)和浸(jin)出率(lv)。

30、在(zai)本技術中，采(cai)用的(de)便于(yu)(yu)獲得的(de)熟(shu)石(shi)(shi)灰以及氧化(hua)鈣(gai)作(zuo)(zuo)為除(chu)(chu)雜(za)(za)劑(ji)，從而(er)針(zhen)對性的(de)去除(chu)(chu)影響碳酸鋰品質的(de)雜(za)(za)質元素，有效(xiao)降(jiang)低(di)(di)生產(chan)成本。針(zhen)對不(bu)同(tong)雜(za)(za)質的(de)化(hua)學特(te)性，采(cai)用分(fen)段加(jia)入(ru)添加(jia)劑(ji)(熟(shu)石(shi)(shi)灰、除(chu)(chu)雜(za)(za)劑(ji))的(de)凈化(hua)處(chu)理方式，然后通(tong)過(guo)壓濾和(he)精密(mi)過(guo)濾協同(tong)作(zuo)(zuo)業，保證凈化(hua)深度。通(tong)過(guo)分(fen)成多段加(jia)入(ru)除(chu)(chu)雜(za)(za)劑(ji)進行深度除(chu)(chu)氟處(chu)理，可(ke)(ke)將氟離子濃(nong)度可(ke)(ke)降(jiang)低(di)(di)至10ppm以下(xia)(xia)，保證碳酸鋰產(chan)品中氟含量小(xiao)于(yu)(yu)30ppm，最低(di)(di)可(ke)(ke)達15ppm以下(xia)(xia)。

31、初(chu)級碳酸(suan)鋰(li)(li)(li)濕料(liao)(liao)按液固比(bi)5：1用(yong)熱(re)純水(攪洗(xi)后再(zai)次液固分(fen)離(li)、洗(xi)滌直至獲(huo)得目標碳酸(suan)鋰(li)(li)(li)濕料(liao)(liao)；二次攪洗(xi)工(gong)藝(yi)可確保產品質量(liang)的(de)(de)一致(zhi)性，離(li)心得到(dao)的(de)(de)攪洗(xi)洗(xi)水可返回溶(rong)堿槽用(yong)于溶(rong)解純堿(碳酸(suan)鈉)，不增加(jia)mvr濃(nong)縮體(ti)積；在(zai)凈化工(gong)段(duan)深度除雜的(de)(de)基礎上，通(tong)過(guo)布料(liao)(liao)器使得高(gao)位槽內的(de)(de)精制液自流進入沉(chen)鋰(li)(li)(li)槽，并控(kong)制加(jia)料(liao)(liao)時(shi)間在(zai)1.5小時(shi)左(zuo)右，通(tong)過(guo)對(dui)加(jia)料(liao)(liao)速率的(de)(de)控(kong)制實(shi)現(xian)對(dui)于沉(chen)鋰(li)(li)(li)速率的(de)(de)控(kong)制，大(da)大(da)減少沉(chen)鋰(li)(li)(li)過(guo)程中碳酸(suan)鋰(li)(li)(li)晶(jing)體(ti)對(dui)硫酸(suan)根(gen)和(he)鈉離(li)子的(de)(de)包裹現(xian)象，保證(zheng)沉(chen)鋰(li)(li)(li)處理的(de)(de)產出物質量(liang)；初(chu)級碳酸(suan)鋰(li)(li)(li)濕料(liao)(liao)簡單洗(xi)滌后即可達到(dao)電池級碳酸(suan)鋰(li)(li)(li)的(de)(de)化學(xue)成分(fen)要求，其純度在(zai)99.5％以(yi)上，因此無需精制再(zai)次加(jia)工(gong)。

32、本(ben)發明的(de)附加方面和優(you)點(dian)將在下(xia)面的(de)描述中部(bu)分給出，部(bu)分將從下(xia)面的(de)描述中變(bian)得明顯，或通過本(ben)發明的(de)實踐了解(jie)到。