冷冻法制备氯化锂工艺研究

维普资讯 http://www.cqvip.com １２２　有色金属　增刊１　冷冻法制备氯化锂工艺研究　闰春立孙建疆　（昊鑫锂盐开发有限公司　乌鲁木齐８３０００６）　摘　要　研究了冷冻法制备氯化锂的生产工艺，通过实验摸索出冷冻法生产氯化锂工艺的最佳控制条件。　关键词　硫酸锂氯化钠氯化锂冷冻析钠　上　刖　百　将析出的固体十水硫酸钠与氯化锂溶液分离开来ｎ　，　得到氯化锂溶液，用１：１盐酸（体积比）将得到氯化　锂母液调节至中性，进而经浓缩、结晶、干燥等步骤得　到氯化锂产品，相关反应如下：　析钠反应：Ｌｉ２ＳＯ４＋２ＮａＣｌ＋１ＯＨ２０　随着市场对氯化锂产品需求的不断增长，提高氯　化锂的产品质量、降低氯化锂的生产成本已经成为目　前氯化锂生产企业的主要研究方向。到目前为止，国　内外氯化锂生产企业基本上采用的是基础锂盐转化　法制备氯化锂生产工艺。　氢化锂）　２ＬｉＣＩ＋Ｎａ２ＳＯ４．１０Ｈ２Ｏ｛，　中和反应：ＬｉＯＨ＋ＨＣ１－－ＬｉＣ１＋Ｈ２Ｏ　除　杂：ＳＯｉ一＋Ｂａ　＋一ＢａＳＯ４　一：氧化碳、热量　——［二二厂　一　氯化锂产品　图１转化法制备氯化锂工艺流程　此工艺虽然产品质量稳定、工艺成熟，但存在着　十水硫酸钠　氯化锂溶液　工艺流程较长，成本偏高等问题。为此，本文研究和　探索了冷冻法生产氯化锂新工艺。　之所以说冷冻法生产氯化锂工艺流程短、成本　低，是因为该工艺所使用的原料硫酸锂溶液是生产工　业碳酸锂的中间产品，其成本远远低于工业碳酸锂。　２实验原理　本次试验以ＮａＣ１与Ｌｉ　ＳＯ　为原料，运用复分　解反应的原理制备氯化锂。由于ＮａＣ１，Ｌｉ　ＳＯ　，ＬｉＣ１　三种化合物在低温下溶解度较大。　，而Ｎａ　ＳＯ　溶解　度较低，正是由于它们在低温条件下溶解度的差别，　氢　塑兰釜　图２冷冻法生产氯化锂工艺流程　维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８年　有色金属　１２３　３实验部分　３．１原料　法，１＃、３＃、６＃、７＃为“反”加法。　有快、慢两种补加方式：“快速补加”的加料时间　为５　ｍｉｎ，“缓慢补加”的加料时间为３０　ｍｉｎ，其中：　１＃、２＃、５＃、６＃为“快速补加”方式，３＃，４＃，７＃，８　＃为“慢速补加”方式。　（３）冷冻方式　反正反正正反反正　饱和食盐水（自行配制）：［ＮａＣ１］＝２６９．１４２　ｇ／Ｌ。　Ｌｉ２ＳＯ４溶液（取自碳酸锂生产流程）：［Ｌｉ２０３—　５３．５　ｇ／Ｌ；［Ｓ０ｉ一］一１８７．７９　ｇ／Ｌ；［Ｎａ　］一９．３４　ｇ／Ｌ。　氯化钡（ＢａＣ１２・２Ｈ２Ｏ）：主含量≥９９．５　。　３．２　实验步骤　试验１＃，２＃，３＃，４＃均是将氯化钠饱和溶液和　共分８个编号，分别为１＃，２＃，３＃，４＃，５＃，６＃，　７＃，８＃。　Ｌｉ２Ｓｏ４溶液进行常温混合、充分搅拌后，再冷却到一５　℃进行冷冻，分离后得到十水硫酸钠固相与氯化锂母　液。试验５＃，６＃，７＃，８＃均是将氯化钠饱和溶液和　ｔ　Ｌ　Ｌ　Ｌ　５　５　∞　∞　５　５　∞　∞　（１）配料比例　硫酸锂溶液按理论需要量再过量５　的比例进　Ｌｉ２ＳＯ４溶液分别冷冻至一５℃后，再进行混合、充分搅　拌后，分离后得到十水硫酸钠固相与氯化锂溶液。　（４）氯化锂产品制备　５　５　０　３　５　３　１　２　５　９　２　０　叮　坞　“　∞　∞　：２　行配料。计算配料量为５００　ｍＬ硫酸锂溶液，其浓度　［Ｌｉ２０３—５３．５　ｇ／Ｌ；３６９　ｍＬ饱和食盐水，其浓度　（ＮａＣＤ一２６９．１４２　ｇ／Ｌ。　一Ｌ　３　０　３　６　将冷冻得到的氯化锂溶液蒸发浓缩至原体积的　（２）加料方式　半，再次冷却至一５＂Ｃ进行二次冷冻析钠，分离得到　有正、反两种加料方式：“正”为将氯化钠饱和溶　液加入Ｌｉ。ＳＯ　溶液中，“反”为将Ｌｉ。ＳＯ　溶液加入氯　化钠饱和溶液中，其中：２＃、４＃、５＃、８＃为“正”加　的氯化锂溶液中加添加剂，除去溶液中的少量杂质，　经过滤、浓缩、结晶、分离、干燥，得到氯化锂产品。　５　２　４　２　２　１　２　２　朋　舍ａ：；　“　瑚　　＆　３．３实验数据　Ｌ　０　３　３　８　Ｌ　６　２　６　０　Ｌ　ａ；　ｔ　９　１　１　４　２　２　７　９　表１实验数据　４　４　５　５　６　Ｓ　６　６　５　４　２　５　０　１　７　０　２　０　０　０　２　１　２　８　４　８　０　２　１　４　３　８　常温　常温　常温　１　１　２　１　３　２　３　４　５　４　８　屯　６　＆　６　９　２　３　常温　一弱　弱　毖　∞　∞　¨　髂　５　５　——５　５　拖　饭　亿　亿　地　讥　魄　蛾　钉　跎　—８＃实验得到的氯化锂溶液进行二次冷冻，最终　１０Ｈ。Ｏ固相中氧化锂含量偏高，表明有复盐　得到的氯化锂产品的质量分析，见表２。　表２氯化锂产品的质量分析　３Ｎａ２ＳＯｔ・Ｌｉ２ＳＯｔ・１２Ｈ２Ｏ生成，这必将加大固相　中氧化锂的回收难度和回收成本。　（２）１＃，２＃，３＃，４＃实验得到的氯化锂溶液中　Ｓｏｉ一，Ｎａ　浓度偏高，　Ｏ浓度偏低。此溶液经过蒸　发、结晶，生产出的氯化锂产品中Ｓ０ｉ一和Ｎａ　的含量　必然很高，达不到产品标准的要求，不仅如此，还会影　响到产品的一次提取率，最终影响产品的生产成本：　（３）５＃、６＃、７＃、８＃实验得到的Ｎａ　ｓｏ，・　３．４数据分析　１０Ｈ。Ｏ固相中氧化锂含量控制较好，液相Ｌｉ　Ｏ浓度　也有明显提升。　（１）１＃，２＃，３＃，４＃实验得到的Ｎ￣ＳＯ，・　（４）经过比较分析，认为实验８＃为（下转１２５页）　维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８拄　铝含罱　新铝含量检测　疆有色金属　１２５　对比三种铝含量分析方法检测结果可知，采用传　统ＮａＯＨ滴定法分析铝离子含量，分析速度快，但近　滴定终点时，由于生成大量氢氧化铝沉淀，溶液非常　浑浊，导致指示剂甲基橙颜色由黄色变橙色变化不易　准确判断，使误差增大。采用常规ＥＤＴＡ滴定法分　析铝离子含量，准确度高，但分析时间较长（约２５　ｍｉｎ／样），对于实时控制不利。鉴于以上情况，我们　提出了氟化钾作掩蔽剂ＮａＯＨ滴定法分析铝离子含　量，通过研究，确定了适用的检测条件。经过与上述　两种方法比较，本方法可提高分析速度（约１０　ｍｉｎ／　样），且分析准确度较高。　和ＮａＯＨ滴定法相比，ＫＦ掩蔽法较分析铝含量　准确度高，这是由于铝离子被氟化钾掩蔽后，在滴定　过程中不会形成沉淀，且酚酞指示剂变色明显，易于　操作；和ＥＤＴＡ滴定法相比，ＫＦ掩蔽法较分析铝含　量速度快，节约时间和药品。　表２三种铝含量分析方法检测数据　４结论　通过大量分析实践验证，ＫＦ掩蔽法满足了实际　生产快速分析的需要，且操作简易、准确度高。　收稿：２ＯＯ８一Ｏ３—２３　（上接１２３页）　（３）采用“缓慢补加”的加料方式。　最佳反应条件，即：硫酸锂溶液按理论需要量再过量　（４）将氯化钠饱和溶液和Ｌｉ。ＳＯ。溶液分别冷冻　５　的比例进行配料，将事先冷冻至一５℃的氯化钠饱　至一５℃后，再进行混合、充分搅拌分离后得到十水　和溶液缓慢加入事先冷冻至一５℃的Ｌｉ２Ｓｏ４溶液中，　硫酸钠固相及与氯化锂溶液。　充分搅拌、混合均匀后进行分离，得到含氧化锂很低的　十水硫酸钠固相及含氧化锂较高的氯化锂溶液。　（５）由于硫酸根离子和钠离子是冷冻法生产氯化　锂工艺中的控制关键，采用两次冷冻析钠的方法，以　（５）８＃实验得到的氯化锂溶液进行二次冷冻，最　确保最终得到的氯化锂可以满足氯化锂产品国家标　终得到的氯化锂可以满足氯化锂产品国家标准一级　准一级品的质量要求。　品的质量要求。　（６）在母液净化过程中需要加入添加剂，特别是　为了降低流程中的ｓｏｌ一可以加入Ｂａ外除离子，但是　Ｎａ　没有有效的办法除去。　，所以，在反应过程中硫　４试验总结　冷冻法生产氯化锂工艺，使用的原料为硫酸锂溶　酸锂溶液的加入量选择了过量一５％的作法，来降低氯　液，传统的转化法生产氯化锂工艺，使用的原料为工　化锂溶液中的Ｎａ　浓度。　业碳酸锂，而硫酸锂溶液正是生产工业碳酸锂过程的　中间产品，这就大大降低了生产氯化锂的原料成本，　最终实现降低氯化锂生产成本的目的。　反应的最佳控制条件：　金属，１９９８（４）２８—３Ｏ．　参考文献　Ｃ１３侯文贵．沉锂母液冷冻析钠工艺探讨ＣＪ３．有色　Ｃ２３刘光启．化工物性算图手册ＣＭ３．化学工业出版社　（１）硫酸锂溶液按理论需要量再过量５　的比例　２００２—１—１．　进行配料。　Ｃ３３马陪华．中国盐湖资源的开发利用与科技问题ＣＪ３．　（２）采用将氯化钠饱和溶液加入Ｌｉ：ＳＯ。溶液中　地球科学进展，２０００，１５（４）．　的加料方式。　收稿：２００８—０４—２３