锂矿石提锂制电池级单水氢氧化锂主要包括原料储运、焙烧转化、焙料酸化、硫酸锂工序(调浆浸出、固液分离及洗涤、净化三分工序)及氢氧化锂工序(浓缩苛化、冷冻、两次蒸发、烘干包装四分工序);原料储运、焙烧转化、焙料酸化不涉及盐溶液的蒸发结晶操作,本文在此不再描述,如想了解,可翻阅作者公众号中的其他文章,本文主要要介绍硫酸锂工序及氢氧化锂工序。
一、硫酸锂调浆浸出工序:焙烧酸化阶段经冷却至常温的酸化熟料,含硫酸3-5%,由料斗经输送机送至调浆槽,并加入碳酸钙粉,碳酸钙粉通过仓底计量装置计量后进入调浆槽,向调浆槽加入一定量水对熟料进行浆化处理,使熟料中可溶性硫酸锂溶入液相,控制制浆液固比1.5-2.5:1,碳酸钙与酸熟料中的硫酸反应,生成硫酸钙沉淀和CO2气体,当pH值达到6.5后,中和料浆由料浆泵送去固液分离工序。H2SO4+CaCO3=CaSO4+CO2+H2O
二、硫酸锂固液分离及洗涤;中和料浆经隔膜压滤机压滤,经3次逆流洗涤后得湿锂渣(硅钙渣)、硫酸锂滤液、锂渣洗液,湿锂渣(浸出渣)经皮带输送机送至堆场,滤液送至净化除杂工序的浸出液储槽。3次逆流洗涤的锂渣洗液分别存储循环利用:第一次洗液进入调浆水储槽,第二次洗水进入一洗水储槽,第三次洗水进入第二洗水储槽,第三洗水槽水来源为蒸汽冷凝水和新鲜水。
三、硫酸锂净化:硫酸锂溶液储槽中的溶液经管路泵入到浸出液加热槽预热(40℃)后经浸出液泵泵入到净化釜,加入氢氧化钠溶液将PH值回调至11-12,除去溶液中的铁离子、铝离子、镁离子等,升温至90℃,加入碳酸钠除钙,除杂的溶液由泵送入板框压滤机进行过滤,得到湿硅钙渣、净化液,净化液进入净化液进料槽,得到的钙渣送往浆化浸出。酸化熟料经过上述硫酸锂装置除渣工序后,获得较纯净的硫酸锂溶液,本工序的反应如下: Fe3++30H-→Fe(OH)3↓ Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓ Mg2++2OH-→Mg(OH)2↓ Al3++30H-→Al(OH)3↓ Ca2++Na2CO3→CaCO3↓+2Na+
|