锂辉石生产单水氢氧化锂工艺的制作方法
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全文摘要：一种锂辉石生产单水氢氧化锂工艺,包括:将锂辉石焙烧、球磨、酸化,其特征是还包括:浸出、过滤除去滤渣、加氢氧化钾等净化、蒸发冷却分离出硫酸钾、加氢氧化钡净化分离出硫酸钡、再经蒸发冷却结晶分离制得单水氢氧化锂等步骤。采用本发明,具有物料流通量小、设备产能大、能耗低、锂金属回收率高、三废少、工艺流程短、生产成本低等特点。
技术领域本发明属于锂的氢氧化物的生产方法，特别涉及一种锂辉石生产单水氢氧化锂工艺。
锂属稀有金属，由于其独特的物理、化学性质，已被广泛运用于军事、化工、光学、油脂、致冷等领域，有“能源金属”的美誉。锂的治炼方法有三种****、从锂辉石中提炼；****、从锂云母中提取；第三、从盐湖卤水中提取。现有技术中，从锂辉石中提锂方法主要有两种一种是称为碱法，即用锂辉石——石灰石法生产单水氢氧化锂；另一种是称为酸法，即用锂辉石——硫酸法生产碳酸锂，再经苛化生产单水氢氧化锂。碱法生产工艺由于能耗高、物料流通量大、锂金属回收率低、渣量大等原因而逐渐被酸法取代。酸法克服了碱法的部分缺陷，采用较广泛，但仍有存在生产流程长、设备投资大、生产成本较高等不足。
本发明之目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种由锂辉石直接生产单水氢氧化锂、且物料流通量小、设备产能大、能耗低、锂金属回收率高、三废少、工艺流程短、生产成本低的锂辉石生产单水氢氧化锂工艺。
实现本发明的内容的基本原理是
(1)Α锂辉石经高温焙烧转化成Β锂辉石
(2)Β型锂辉石与浓硫酸反应生成硫酸锂
(3)硫酸锂水溶液与氢氧化钾(和终点母液)反应
(4)氢氧化锂水溶液中残留的硫酸根用八水氢氧化钡除去
(5)经净化除去杂质的氢氧化锂溶液输入蒸发槽中浓缩、冷却、结晶、干燥等工序得到单水氢氧化锂。
实现本发明目的的内容是一种锂辉石生产单水氢氧化锂工艺，包括A、焙烧将80～200目锂辉石(其中Li2O含量＞5％，后同)在1050～1100℃下焙烧15～25分钟；B、球磨将焙烧后的锂辉石经球磨至粒度＞-160目，C、酸化按锂辉石中含锂金属理论量的130％～140％(重量％、后同)取浓硫酸，并与球磨后的锂辉石混匀，反应温度200℃～300℃，其特征之处是还顺次包括下列步骤D、浸出酸化混合物中加入石灰石粉至PH为5～6，再加入生石灰粉或/和氨水至PH为13～14．搅拌反应15～25分钟；E、过滤将混合物料过滤．用水洗涤漶渣1～3次，洗涤液并入滤液中，F、净化按滤液中氧化锂含量理论量过量5％～15％取氢氧化钾并加入滤液中混匀，G、燕发、冷却、分离，混合液经加热蒸发浓缩至混合液巾OH-含量为70～90g/L后、冷却、再过滤分离，沉淀物经洗涤、干燥、即制得副产品硫酸钾，滤液待用，H、净化滤液按滤液中含量理论量在室温～100℃下加入八水氢氧化钡，搅拌均匀，I、分离过滤分离，沉淀物即副产品硫酸钡，滤液即净化液，J、蒸发将净化液加热蒸发至溶液比重为1.2～1.4，K、冷却结晶分离Z将蒸发后的溶液冷却至40℃以下，结晶，过滤分离，沉淀物经洗涤、干燥，即制得产品单水氢氧化锂。
本发明内容所述步骤(G)的冷却混合液中，较好的是再加入液氨或氨气，并控制氨浓度为20～30g/L。促进硫酸钾的析出。
本发明内容所述步骤(F)中的氢氧化钾还可以是氢氧化钾和终点母液的混合物，且两者的配比为KOH；终点母液＝8～9∶2～1。以提高产品的收率，降低生产成本。
本发明内容所述步骤(D)中，混合物料的液固比较好的为液∶固＝2～2.5∶1。
本发明内容所述步骤(G)中，蒸发至混合液中氧化锂含量为30～35g/L时可以进行****次冷却过滤分离；蒸发至氧化锂含量为40～45g/L时，可以进行****次冷却过滤分离；蒸发至氧化锂含量至58～60g/L时，可以进行第三次冷却过滤分离。从而使硫酸钾****析出。
与现有技术相比，本发明有下列特点(1)物料流通量小，每吨产品物料量约是碱法的三分之一；(2)设备产能大，主要设备的产能约是碱法的2～3倍；(3)能耗低，每吨产品能耗约是碱法的三分之一，约是酸法的80％；(4)金属收率高，比碱法提高20％，比酸法提高2％，锂金属回收率达80％以上，产品质量达到GB 8766-88标准；(5)三废少，渣量比碱法少三分之二，比酸法废渣易处理；(6)工艺流程合理，工艺流程短，比用酸法经苛化生产流程短三分之一，设备少50％，设备腐蚀性减小，设备维护费用大大降低；(7)产品结构合理，硫酸法生产碳酸锂副产品硫酸钠不仅价值低，而且市场过剩不利于生产正常进行，本发明中副产品硫酸钾比硫酸钠价值高3～4倍，我国目前市场缺口每年几十万吨，综合经济效益好；(8)生产成本低，比碱法少40％，比酸法低20％。
下面通过实施例对本发明作进一步描述。
实施例1一种锂辉石生产单水氢氧化锂工艺，包括下列步骤A、焙烧将80～200目锂辉石在1050～1100℃下焙烧15～25分钟；B、球磨将焙烧后的锂辉石经球磨至粒度＞-160目；C、酸化按锂辉石中含锂金属理论量的130％～140％(重量％、后同)取浓硫酸，并与球磨后的锂辉石混匀，反应温度200℃～300℃；D、浸出酸化混合物中加入石灰石粉至PH为5～6，再加入生石灰粉或/利氨水至PH为13～14，搅拌反应15～25分钟；E、过滤将混合物料过滤，用水洗涤滤渣1～3次．洗涤液并入滤液巾；F、净化按滤液中氧化锂含量理论量过量5％～15％取氢氧化钾并加入滤液巾混匀；G、蒸发、冷却、分离混旨液经加热蒸发浓缩至混合液中OH-含量为70～90g/L后、冷却、再过滤分离，沉淀物经洗涤、干燥、即制得副产品硫酸钾，滤液待用，H、净化滤液，按滤液中
禽量理沦量在室温～100℃下加入八水氢氧化钡，搅拌均匀，I、分离；过滤分离，沉淀物即副产品硫酸钡，滤液即净化液，J、蒸发；将净化液加热蒸发至溶液比重为1.2～1.4，K、冷却结晶分离将蒸发后的溶液冷却至40℃以下，结晶，过滤分离，沉淀物经洗涤、干燥，即制得产品单水氢氧化锂，产品质量达到GB8766-88标准，锂金属回收率达到80％。
实施例2一种锂辉石生产单水氢氧化锂工艺，包括下步骤；A、焙烧将80～200目锂辉石在1050～1100℃下焙烧15～26分钟，使天然晶体的锂辉石转化成8型锂辉石，B、球磨将焙烧后的锂辉石经球磨至粒度＞-160目，C、酸化按锂辉石中含锂金属理论量的130％～140％(重量％、后同)取浓硫酸，并与球磨后的锂辉石混匀，反应温度200℃～300℃，D、浸出酸化混合物中加入石灰石粉至PH为5～6，再加入生石灰粉或/和氨水至PH为13～14，搅拌反应15～25分钟；E、过滤将混合物料过滤，用水洗涤滤渣1～3次，洗涤液并入滤液中，F、净化按滤液中氧化锂含量理论量过量5％～15％取氢氧化钾，并按KOH终点母液＝8～9∶2～1的比例取终点母液，一并加入滤液中混匀，G、蒸发、冷却、分离混合液经加热蒸发浓缩至混合液中OH-含量为70～90g/L后、冷却、再过滤分离，沉淀物经洗涤、干燥、 即制得副产品硫酸钾，滤液待用，H、净化滤液按滤液中
禽量理论量在室温～100℃下加入八水氢氧化钡，搅拌均匀，I、分离过滤分离，沉淀物即剐产品硫酸钡，滤液即净化液；J、蒸发将净化液加热蒸发至溶液比重为1.2～1.4，K、冷却结晶分离；将蒸发后的溶液冷却至40℃以下，结晶，过滤分离，沉淀物经洗涤、干燥，即制得产品单水氢氧化锂，产品质量达到GB8766-88标准，锂金属回收率达到84％。
实施例3一种锂辉石生产单水氢氧化锂工艺，包括下列步骤A、焙烧将80～200目锂辉石在1050～1100℃下焙烧16～26分钟，B、球磨。将焙烧后的锂辉石经球磨至粒度＞-160目，C、酸化按锂辉石中含锂金属理论量的130％～140％(重量％、后同)取浓硫酸，并与球唐后的锂辉石混匀，反应温度200℃～300℃，其特征是还顺次包括下列步骤D、浸出酸化混合物中加入石灰石粉至PH为5～6，再加入生石灰粉或/和氨水至PH为13～14，搅拌反应15～25分钟；控制混合物料的液固比为液∶固＝2～2.5∶1。E、过滤将混合物料过滤，用水洗涤滤渣1～3次，洗涤液并入滤液巾，F、净化按滤液中氧化锂含量理论量过量5％～15％取氢氧化钾，并按KOH∶终点母液=8～9∶2～1的比例取终点母液，一加入滤液中混匀；G、蒸发、冷却、分离混合液经加热蒸发浓缩至混合液中OH-含量为70～90g/L后、冷却、再过滤分离，沉淀物经洗涤、干燥、即制得副产品硫酸钾，滤液待用，H、净化滤液；按滤液中 含量理论量在室温～100℃下加入八水氢氧化钡，搅拌均匀；I、分离过滤分离，沉淀物即副产品硫酸钡；滤液即净化液；J、蒸发将净化液加热蒸发至溶液比重为1.2～1.4，K、冷却结晶分离将蒸发后的溶液冷却至40℃以下，结晶，过滤分离，沉淀物经洗涤、干燥，即制得产品单水氢氧化锂。
实施例4一种锂辉石生产单水氢氧化锂工艺，包括A、焙烧将80～200目锂辉石在1050～1100℃下焙烧15～26分钟；B、球磨将焙烧后的锂辉石经球磨至粒度＞-160目，C、酸化按锂辉石巾含锂金属理论量的130％～140％(重量％、后同)取浓硫酸，并与球磨后的锂辉石混匀，反应温度200℃～300℃，其特征是还顺次包括下列步骤D、浸出酸化混合物中加入石灰石粉至PH为5～6，再加入生石灰粉或/和氨水至PH为13～14，搅拌反应15～25分钟，E、过滤将混合物料过滤，用水洗涤滤渣1～3次，洗涤液并入滤液中，F、净化按滤液中氧化锂含量理论量过量5％～15％取氢氧化钾并加入滤液中混匀，G、蒸发、冷却、分离混合液经加热蒸发浓缩至混合液中OH-含量为70～90g/L后、冷却并加入液氨或氨气，控制氨浓度为20～30g/L，再过滤分离，沉淀物经洗涤、干燥、即制得副产品硫酸钾；滤液待用；H、净化滤液按滤液中含量理论量在室温～100℃下加入八水氢氧化钡，搅拌均匀，I、分离过滤分离，沉淀物即副产品硫酸钡，滤液即净化液，J、蒸发将净化液加热燕发至溶液比重为1.2～1.4，K、冷却结晶分离将蒸发后的溶液冷却至40℃以下，结晶，过滤分离，沉淀物经洗涤、干燥，即制得产品单水氢氧化锂，产品质量达到GB8766-88标准，锂金属回收率达到80.5％。
实施例5一种锂辉石生产单水氢氧化锂工艺，包括下列步骤A、焙烧将80～200目锂辉石在1050～1100℃下焙烧15～26分钟，使天然晶体的锂辉石转化成Β型锂辉石；B、球磨将焙烧后的锂辉石经球磨至粒度＞-160目，C、酸化按锂辉石小含锂金属理论量的130％～140％(重量％、后同)取浓硫酸，并与球磨后的锂辉石混匀，反应温度200℃～300℃，酸化时间20～30min；D、浸出酸化混合物巾加入石灰石粉至PH为5～6，再加入生石灰粉或/和氨水至PH为13～14，搅拌反应16～26分钟；E、过滤将混合物料过滤，用水洗涤滤渣1～3次，洗涤液并入滤液小，并使混合物料的液固比为液∶固＝2～2.5∶1，F、净化按滤液小氧化锂含量理论量过量5％～15％取氢氧化钾并按配比为KOH∶终点母液＝8～9∶2～1的比例取终点母液，加入滤液中混匀；8、蒸发、冷却、分离混合液经加热蒸发浓缩至混合液中OH-含量为70～90g/L后、冷却、再过滤分离，沉淀物经洗涤、干燥、即制得副产品硫酸钾，滤液待用当蒸发至混合液巾氧化锂含量为30～35g/L时进行****次冷却过滤分离，蒸发至氧化锂含量为40～45g/L时，进行****次冷却过滤分离，蒸发至氧化锂含量至58～60g/L时，进行第三次冷却过滤分离；H、净化滤液按滤液小
含量理论量在室温～100℃下加入八水氢氧化钡，均匀搅拌10～20min后，静置20～50分钟；I、分离(在75℃即可)过滤分离，沉淀物即副产品硫酸钡，滤液即净化液，J、蒸发将净化液加热蒸发并不断搅拌，蒸发至溶液比重为1.2～1.4；K、冷却结晶分离将蒸发后的溶液自然冷却至40℃以下，结晶，过滤分离，沉淀物经洗涤、在70℃烘干半小时，即制得产品单水氢氧化锂，产品质量达到GB8766-88标准，锂金属回收率达到86％。
权利要求1.一种锂辉石生产单水氢氧化锂工艺，包括:A、焙烧:将80～200目锂辉石在1050～1100℃下焙烧15～25分钟，B，球磨:将焙烧后的锂辉石经球磨至粒度＞160目，C、酸化:按锂辉石中含锂金属理论量130％～140％(重量％、后同)取浓硫酸，并与球磨后的锂辉石混匀，反应温度200℃～300℃}其特征是还顺次包括下列步骤D、浸出T酸化混合物小加入石灰石粉至PH为5～6，再加入生石灰粉或/和氨水至PH为13～14，搅拌反应15～25分钟，E、过滤将混合物料过滤，用水洗涤滤渣1～3次，洗涤液并入滤液巾，F、净化按滤液中氧化锂含量理论量过量5％～15％取氢氧化钾并加入滤液中混匀，G、蒸发、冷却、分离混合液经加热蒸发浓缩至混合液中OH-含量为70～90g/L后、冷却、再过滤分离，沉淀物经洗涤、干燥、即制得副产品硫酸钾，滤液待用，H、净化滤液按滤液中含量理论量在室温～100℃下加入八水氢氧化钡，搅拌均匀，I、分离过滤分离，沉淀物即副产品硫酸钡，滤液即净化液；J、蒸发将净化液加热蒸发至溶液比重为1.2～1.4，K、冷却结晶分离将蒸发后的溶液冷却至40℃以下，结晶，过滤分离，沉淀物经洗涤、干燥，即制得产品单水氢氧化锂。
2.按权利要求L所述的锂辉石生产单水氢氧化锂工艺，其特征是所述步骤(G)的冷却混合液中，再加入液氨或氨气，并控制氨浓度为20～30g/L。
3.接权利要求1所述的锂辉石生产单水氢氧化锂工艺，其特征是所述步骤(F)中的氢氧化钾居氢氧化钾和终点母液的混合物，且两者的配比为KOH∶终点母液＝8～9∶2～1。
4.按权利要求1所述的锂辉石生产单水氢氧化锂工艺，其特征是所述步骤(D)中，混合物料的液固比为液∶固＝2～2.5∶1。
5.按权利要求1或4所述的锂辉石生产单水氢氧化锂工艺，其特征是所述步骤(G)中，蒸发至混合液中氧化锂含量为30～35g/L时进行****次冷却过滤分离；蒸发至氧化锂含量为40～45g/L时，进行****次冷却过滤分离；蒸发至氧化锂含量至58～60g/L时，进行第三次冷却过滤分离。
