一種氫氧化鈉母液中提純單水氫氧化鋰晶體的工藝方法

馬成功

(青海鹽湖工業股份有限公司，青海 格爾木 816000)

1 原理及工藝流程

1.1 原理

在氫氧化鈉母液中提取氫氧化鋰是根據氫氧化鋰和氫氧化鈉在水中溶解度的不同[1]，二者都屬堿性，是強電解質，在水中能夠完全電離。但氫氧化鈉易溶于水，而氫氧化鋰少量溶于水，氫氧化鋰的溶解度較小(表1)，且隨溫度增加溶解度增加不大，適宜低溫80 ℃±5 ℃的減壓低溫蒸發。

表1 氫氧化鋰在不同溫度下水中的溶解度Tab.1 Solubility of LiOH in water at different temperatures

蒸發結晶后得到氫氧化鋰晶體，氫氧化鈉、氫氧化鋰混合清液進行離心分離，得到單水氫氧化鋰晶體，對晶體進行洗滌、提純獲取高純單水氫氧化鋰。離心母液進行二次蒸發濃縮繼續提取氫氧化鋰以提高產品收率。

1.2 工藝流程

提純LiOH晶體工藝流程見圖1。

圖1 提純LiOH工藝流程圖Fig.1 Process flow chart of purifying LiOH

2 影響因素

2.1 蒸發濃縮對單水氫氧化鋰晶體提純的影響

在蒸濃縮過程中注意混合堿液上清液密度，上清液密度保持在1.26 g/cm3～1.290 g/cm3。上清液密度太低不利于氫氧化鋰的回收，太高造成蒸發器起沫現象造成泡沫夾帶氫氧化鋰晶體上浮至冷凝器造成跑料，同時在漿洗過程中不利于鋰鈉分離。不同濃度氫氧化鈉溶液中氫氧化鋰飽和溶解度見表2。

表2 不同濃度氫氧化鈉溶液中氫氧化鋰的飽和溶解度Tab.2 Saturated solubility of LiOH in different concentrations of NaOH solution

蒸發濃縮結晶過程中只要控制好氫氧化鈉的濃度，便可以控制后續離心分離中母液氫氧化鈉中鋰的損失。

2.2 再漿條件對氫氧化鋰晶體提純的影響

將蒸發濃縮后的漿料進行離心分離，得單水氫氧化鋰晶體，再進行洗滌提純，母液在二級蒸發結晶系統中繼續進行蒸發濃縮。在對單水氫氧化鋰晶體進行提純過程中分別考慮再漿時間、再漿溫度、再漿比例的影響。再漿洗滌時間、再漿溫度、再漿比例對鈉離子的影響結果見表3、表4、表5。

表3 再漿洗滌時間對鈉離子去除的影響Tab.3 Effect of re pulp washing time on Na+ removal

表4 再漿洗滌溫度對鈉離子去除的影響Tab.4 Effect of re pulp washing temperature on Na+ removal

表5 再漿洗滌洗滌水比例對鈉離子去除的影響Tab.5 Effect of washing water ratio on Na+ removal

3 CO2對單水氫氧化鋰的影響

CO2與氫氧化鋰的反應式為：

單位質量及單位體積內氫氧化鋰對CO2的吸收能力較大，根據這一特性氫氧化鋰作為吸收劑運用于航天等領域。在此工藝中四次離心洗滌劑干燥過程中氫氧化鋰不能直接接觸空氣影響產品品質，需新增氮氣保護裝置。

4 結論

1)在氫氧化鈉溶液中提純單水氫氧化鋰過程中控制好蒸發結晶上清液密度1.27 g/cm3左右，一級蒸發結晶系統鋰收率可以達到95%，二級蒸發結晶系統鋰收率可以達到97%。蒸發結晶濃縮飽和度過高蒸發系統起沫?？刂坪谜舭l結晶上清液密度至關重要。

2)蒸發結晶離心后通過3次洗滌，改變洗滌再漿時間、洗滌溫度、洗滌水比例對鈉離子去除率可達99%。

3)氮氣保護裝置對單水氫氧化鋰純度影響較大，防止單水氫氧化鋰吸收CO2，表面形成Li2CO3及結塊。

4)以小試為基礎，進行套洗工藝。在再漿洗滌過程中提高鋰收率同時鈉離子去除率較高，產品未進行干燥，經檢測，符合質量產品標準。