[发明专利]高纯度氢氧化锂的生产方法

摘要

本发明涉及一种高纯度氢氧化锂的生产方法，其以盐湖卤水为原料生产氯化钾后的结晶母液废水，其中镁锂比为200‑5001，经过离子筛吸附、洗脱后获得合格洗脱液，洗脱液经过超滤膜技术、分段式纳滤技术、体外再生连续离交技术及反渗透技术处理后，获得反渗透浓缩液。其中镁离子含量为≤30ppm，锂离子含量约为4‑6g/L，钠离子含量为3‑5g/L，钙离子含量为≤5ppm，硫酸根离子含量1‑30ppm，硼元素含量为≤400ppm。本发明以反渗透浓缩液为原料，工艺流程为超高压反渗透连续离交脱硼、连续离交脱硫酸根、离子膜电解、结晶蒸发、离交脱硼技术、离子膜电解技术、结晶蒸发技术，从而获得高纯度氢氧化锂，并副产硼酸及氢氧化钠，工艺过程连续可控、提取收率高、生产成本低，易于工业化。

主权项

一种高纯度氢氧化锂的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：a、以盐湖卤水为原料生产氯化钾后的结晶母液废水，其中镁锂比为200‑500:1，经过离子筛吸附、洗脱后获得合格洗脱液，洗脱液经过超滤膜技术、分段式纳滤技术、体外再生连续离交技术及反渗透技术处理后，获得经过反渗透浓缩的第一浓缩液，其中镁离子含量为≤30ppm，锂离子含量为4‑6g/L，钠离子含量为3‑5g/L，钙离子含量为≤5ppm，钾离子≤300ppm，硫酸根离子含量1‑30ppm，硼元素含量为≤500ppm；b、将所述第一浓缩液采用体外再生连续离交技术进行脱硼，获得第一脱硼离交液和第一饱和树脂，其中第一脱硼离交液中硼元素含量低于10ppm；c、将第一饱和树脂采用氢氧化钠再生成氢氧根型，获得第一再生液和氢氧根型树脂；d、将氢氧根型树脂采用盐酸再生，获得氯型树脂和第二再生液；e、将第一和第二再生液混合，并调整pH低于3.0获得副产物硼酸晶体；f、将第一脱硼离交液采用体外再生连续离交技术进行脱钙镁，获得脱镁离交液和第二饱和树脂，其中脱镁离交液中钙、镁离子总量低于30ppb；g、第二饱和树脂采用盐酸再生成氢型然后采用氢氧化钠再生成钠型备用；h、脱镁离交液采用超高压反渗透、电渗析、正渗透或蒸发器浓缩2‑5倍，获得第二浓缩液，第二浓缩液中锂离子含量8‑30g/L，钠离子含量6‑20g/L，钾离子≤1500ppm，钙镁离子总量≤0.15ppm，硫酸根及硼元素总量≤50ppm；i、第二浓缩液进入离子膜电解槽进行电解，阳极侧获得淡盐水、氯气；阴极侧获得氢气、氢氧化锂和氢氧化钠及微量氢氧化钾的混合溶液；j、部分淡盐水经过除氯、亚硫酸钠还原后采用脱硼树脂脱除硫酸根及硼元素，并与其它淡盐水合并进行浓缩，浓缩后与第二浓缩液合并；k、所述氯气和氢气燃烧用于生产盐酸，或用于PVC生产，或者作为加氢还原反应的原料；l、所述阴极侧氢氧化锂、氢氧化钠及微量氢氧化钾的混合液采用一级蒸发结晶工艺在一级强制循环蒸发器中进行蒸发结晶，获得产品第一高纯度一水氢氧化锂结晶和第一结晶母液；m、第一结晶母液采用二级强制循环蒸发器进行二级蒸发结晶，第一结晶母液在蒸发浓缩过程中第二一水氢氧化锂晶体结晶析出，蒸发浓缩液在60‑90℃条件下采用离心机分离第二一水氢氧化锂，获得第二结晶母液，第二结晶母液在结晶器内冷却至30℃以下结晶，经离心分离获得氢氧化钠晶体和第三结晶母液，第三结晶母液返回二级强制循环蒸发器，继续蒸发浓缩；n、第二一水氢氧化锂晶体由于含有较高钠离子，套用到一级强制循环蒸发器进行重结晶；o、所述氢氧化钠晶体作为树脂再生药剂套用或者作为副产品销售；其中，所述第一脱硼离交液采用体外再生连续离交技术进行脱钙镁具体为：第一脱硼离交液从主离交柱底部进料，逆向通过主离交柱，交后液从主离交柱顶部出水；主离交柱底部树脂最先饱和，底部饱和树脂通过重力作用排入解析柱，主离交柱顶部高位槽树脂通过重力作用同步进入，树脂转移完毕后，主离交柱恢复进料，解析柱内树脂采用盐酸再生成氢型，再采用氢氧化钠再生成钠型，再生完毕树脂用压缩空气压入主离交柱顶部高位槽待用；主离交柱每6‑24小时转移一次树脂，树脂转移时间为3‑10分钟，实现连续工作；树脂转移时底部树脂充分饱和；距离主离交柱顶部出水口500‑1000mm处布有取样口，当取样口有镁离子穿漏时排放底部饱和树脂，在取样口之上有500‑1000mm树脂层作为保护层，保证镁离子不会穿漏。