[发明专利]盐湖富锂卤水连续生产氢氧化锂的装置及方法

说明书

本发明提供了一种盐湖富锂卤水连续生产氢氧化锂的装置及方法。该装置包括连续缓冲均化单元、连续除镁单元、连续沉锂单元、连续苛化单元和连续蒸发结晶单元。采用上述装置进行盐湖富锂卤水连续生产氢氧化锂，具有可连续操作、可规模化生产的有益效果，能够显著降低劳动强度，减少因人工操控主观区别导致的产品差异，提高产品质量稳定性，降低产品成本，提高产品批次合格性。同时，本发明氢氧化锂的回收率较高，处理过程中的流程较为简单，可控性强，非常适合工业化大规模应用。

技术领域

本发明涉及盐湖富锂卤水提锂技术领域，具体而言，涉及一种盐湖富锂卤水连续生产氢氧化锂的装置及方法。

背景技术

盐湖卤水是目前提锂主要原料之一，占世界锂资源储量的66％，另一种是花岗伟晶岩型锂矿。全球含锂盐湖分碳酸盐型、硫酸盐型(硫酸钠亚型、硫酸镁亚型)及氯化物型3种类型，分布极其不均匀，主要位于南美安第斯高原(阿根廷、玻利维亚、智利)、中国的青藏高原和北美的内华达州。

富锂卤水是每个盐湖提锂企业的主要过程原料，衔接了原始卤水、钾肥生产以及碳酸锂、氢氧化锂生产，经数年发展，盐湖地区富锂卤水生产已成熟，基本可实现规模稳定生产。然而，目前国内外盐湖提锂的着眼点和主要生产产品为碳酸锂，未有规模化的氢氧化锂生产及工艺介绍，更无连续氢氧化锂生产实践。氢氧化锂是目前锂电材料生产的主要原料之一，还有其他传统行业的应用，是市场锂盐的主要大宗产品。

因盐湖地区大多位于戈壁腹地，招工困难，人员素质整体较低，且企业产品单一(仅为碳酸锂)，如能利用富锂卤水中氯化锂溶液直接制备氢氧化锂，并实现连续生产，即可增加盐湖提锂企业产品种类和抗风险能力，还可通过连续工艺进一步稳定产品质量，提高企业经济效益。如实现规模化、连续化生产，可极大保证产品质量、降低劳动定员和产品成本。

现有由盐湖卤水生产氢氧化锂的公开报道很少，结合其他氢氧化锂专利，主要分两类：

1、由碳酸锂制备氢氧化锂：

该种工艺方法很多，大多基于碳酸锂产品转化生产氢氧化锂，主要集中在矿石提锂行业。如：CN111115664A(一种碳酸锂转化为氢氧化锂的方法及系统)。然而，该工艺复杂，采用反应时间、过滤组件等都无法实现规模化、连续化生产，也不符合主流生产工艺要求。不易规模化推广。

2、盐湖卤水直接生产氢氧化锂：

CN111099640A(一种利用硫酸钠从中高镁锂比老卤中提取氢氧化锂的方法)。该工艺通过老卤多次与硫酸钠反应，排出老卤中的镁，将锂富集于清液中，再通过冷冻析盐，碱法除镁，加入氢氧化钠，固液分离，得氢氧化锂沉淀。然而，该专利忽略了最重要的一点，即生产成本：盐湖卤水含锂量低，规模化生产以后，流量非常大，采用硫酸钠除镁，不但易引入硫酸根在盐湖体系中(盐湖地区的主要组成为氯化物体系)进而导致盐湖地区卤水成份的变化和对环境的影响，同时，大量溶液通过冷冻法会消耗大量电能，生产成本非常高。不易推广，利用价值非常低。

CN110002476A(一种氢氧化锂的制备方法)，该发明公开了一种氢氧化锂的制备方法，包括：A、利用铝盐溶液和氢氧化钠溶液对盐湖卤水提锂母液中进行共沉淀，经陈化后固液分离、洗涤干燥，获得锂铝水滑石；B、酸化锂铝水滑石获得锂铝酸溶液；C、将锂铝酸溶液依次进行纳滤铝锂分离、反渗透一级浓缩，获得一次浓缩富锂液；D、将富锂溶液进行深度除铝获得除铝富锂液；E、将除铝富锂液进行双极膜电渗析获得二次浓缩富锂液；F、将二次浓缩富锂液进行蒸发浓缩获得氢氧化锂。然而，该专利问题如下：1、提锂母液锂浓度低，直接共沉淀率较低，工业实现成本高，不经济。2、双极膜设备规模化程度低、技术不成熟、每套设备产量低，不易连续，且得到溶液纯度低，还需进一步精制。此外，CN110002475A(氢氧化锂的制备方法)专利也存在类似的建议和问题。

综上，目前盐湖富锂卤水现今生产的锂盐产品仅为碳酸锂，是将膜法、树脂法等工艺制备的富锂卤水，经间断精制除镁、间断沉锂生产碳酸锂，且为间断生产工艺。然而，未有从富锂卤水开始的连续、规模化、稳定化的氢氧化锂生产工艺。