一种锂辉石管道反应器溶出生产氢氧化锂的方法
【专利摘要】本发明提供了一种锂辉石管道反应器溶出生产氢氧化锂的方法，将煅烧晶型转换获得的β锂辉石粉、氢氧化钠、石灰与水调浆，用泵输送到管道反应器中，利用浆料在管道内流动进行混合并在一定温度压力下反应；反应浆料在管道反应器中流出后，固液分离；将滤液通过浓缩、除杂、结晶和母液循环，获得氢氧化锂产品。本发明生产氢氧化锂的流程简单，投资少，不需要冷冻析出芒硝以及硫酸转换，生产能耗低，锂提取率高。
【专利说明】一种锂辉石管道反应器溶出生产氢氧化锂的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于矿石提锂【技术领域】，具体涉及一种锂辉石管道反应器溶出生产氢氧化锂的方法。
【背景技术】
[0002]锂和锂盐已经由传统的应用领域如玻璃陶瓷、电解铝、润滑脂、制冷等扩展到铝锂合金、锂电池、核聚变等高新【技术领域】，特别是新能源对于高效蓄电池可能存在的爆发式需求增长，对锂盐工业的技术进步提出了紧迫的挑战，研究低成本的锂矿物提锂技术对世界新能源的发展具有十分重要的意义。
[0003]目前氢氧化锂的生产主要是采用β锂辉石与硫酸煅烧反应，反应渣通过浸取获得含有硫酸锂的溶液，在经过除杂加入氢氧化钠，浓缩冷冻降温析出芒硝等步骤，结晶获得单水氢氧化锂；或者以碳酸锂为原料苛化生产氢氧化锂；或者锂辉石与石灰石煅烧反应生产氢氧化锂。这些方法生产氢氧化锂步骤繁杂，设备投资大，原料消耗大，副产的芒硝价值低，能耗高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种锂辉石管道反应器溶出生产氢氧化锂的方法，流程简单，投资少，不需要冷冻析出芒硝以及硫酸转换，生产能耗低，锂提取率高。
[0005]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种锂辉石管道反应器溶出生产氢氧化锂的方法包括以下步骤:
1)将煅烧晶型转换获得的β锂辉石粉、氢氧化钠、石灰与水调浆，用泵输送到管道反应器中利用浆料在管道内流动进行混合反应；
2)反应浆料在管道反应器中一定温度压力下反应完全后，经过换热降温，从管道流出，固液分离；
3 )将滤液通过浓缩、除杂、结晶和母液循环，获得氢氧化锂产品。
[0006]所述的β锂辉石粉中含有氧化锂4.5-6.5wt.%。
[0007]所述的β锂辉石粉、氢氧化钠、石灰与水的质量比为1:0.05-0.35:0-0.3:1.5-6。
[0008]反应浆料在管道反应器中的流动速度为0.08-0.8米/秒。
[0009]反应浆料在管道反应器中的反应时间为0.5-5小时，反应温度为90_250°C，反应压力为 0.1-1.5MPa。
[0010]本发明的显著优点在于:
I)本发明所提供的工艺路线中β锂辉石不需要与硫酸煅烧反应，以及其后的浸取液冷冻除芒硝的过程，步骤简单，物耗少，能耗更低。
[0011] 2 )本发明的管道反应器技术，设备简单，设备投资大大减少。【具体实施方式】
[0012]一种锂辉石管道反应器溶出生产氢氧化锂的方法，按以下步骤进行:
1)将煅烧晶型转换获得的β锂辉石粉、氢氧化钠、石灰与水按照一定比例调浆，用泵输送到管道反应器中加热溶出；
2)反应浆料在管道反应器中一定温度、停留时间、压力下反应完全后，经过换热降温后，液固分离并清洗滤洛，获得的滤液为含有氢氧化锂的溶液；
3)将获得的含氢氧化锂的溶液通过浓缩、除杂、结晶、母液循环等步骤，获得单水氢氧化锂产品；
原料β锂辉石精矿粉中含有氧化锂4.5%-6.5%，调浆物料的重量比为:β锂辉石精矿粉:氢氧化钠:石灰:水=1: (0.05-0.35): (0-0.3): (1.5-6)。
[0013]管道反应器为能承受最大压力1.5MPa，最高温度250°C的前后相连的金属管道或者外套蒸汽夹套的金属管道，反应浆料在其中的流动速度为:0.08米/秒-0.8米/秒。
[0014]反应浆料在管道反应器的反应时间通过控制浆料在管道的流动速度与管道的长度来控制，反应时间为:0.5小时-5小时；管道反应器中浆料反应的温度范围为:900C -250°C，通过管道夹套传热以及从管道内直接通入高压蒸汽的方式获得该反应温度；管道反应器内反应压力为:0.1 MPa -1.5MPa，通过浆料输送泵输送到管道反应器获得。
[0015]实施例1:将煅烧晶型转换获得的含有氧化锂5%的β锂辉石精矿粉，按照重量比为:β锂辉石矿粉:氢氧化钠:石灰:水=1:0.15:0.1:2调浆，用泵输送到前后相连的金属管道或者外套蒸汽夹套的金属管道反应器中，反应浆料在其中的流动速度为:0.10米/秒，反应时间为:2.5小时，反应压力为:0.6 MPa,反应的温度范围为:90°C _180°C加热溶出；反应后浆料经过换热降温后，液固分离并清洗滤渣，获得的滤液为含有氢氧化锂的溶液，锂辉石中锂的溶出率达到91%;将获得的含氢氧化锂的溶液通过浓缩、除杂、结晶等步骤，获得单水氢氧化锂产品。
[0016]实施例2:将煅烧晶型转换获得的含有氧化锂5.5%的β锂辉石精矿粉，按照重量比为:β锂辉石矿粉:氢氧化钠:石灰:水=1:0.3:0.1:2.5调浆，用泵输送到前后相连的金属管道或者外套蒸汽夹套的金属管道反应器中，反应浆料在其中的流动速度为:0.30米/秒，反应时间为:4.5小时，反应压力为:0.2MPa，反应的温度范围为:90°C _130°C加热溶出；反应后浆料经过换热降温后，液固分离并清洗滤渣，获得的滤液为含有氢氧化锂的溶液，锂辉石中锂的溶出率达到92%;将获得的含氢氧化锂的溶液通过浓缩、除杂、结晶等步骤，获得单水氢氧化锂产品。
[0017]实施例3:将煅烧晶型转换获得的含有氧化锂5.5%的β锂辉石精矿粉，按照重量比为:β锂辉石矿粉:氢氧化钠:石灰:水=1:0.3:0.1:2.5调浆，用泵输送到前后相连的金属管道或者外套蒸汽夹套的金属管道反应器中，反应浆料在其中的流动速度为:0.30米/秒，反应时间为:1.5小时，反应压力为:0.8MPa，反应的温度范围为:120°C _220°C加热溶出；反应后浆料经 过换热降温后，液固分离并清洗滤渣，获得的滤液为含有氢氧化锂的溶液，锂辉石中锂的溶出率达到96%;将获得的含氢氧化锂的溶液通过浓缩、除杂、结晶等步骤，获得单水氢氧化锂产品。
[0018]实施例4:将煅烧晶型转换获得的含有氧化锂6.2%的β锂辉石精矿粉，按照重量比为:β锂辉石矿粉:氢氧化钠:石灰:水=1:0.4:0.1:3.5调浆，用泵输送到前后相连的金属管道或者外套蒸汽夹套的金属管道反应器中，反应浆料在其中的流动速度为:0.30米/秒，反应时间为:3.5小时，反应压力为:1.2MPa，反应的温度范围为:120°C _250°C加热溶出；反应后浆料经过换热降温后，液固分离并清洗滤渣，获得的滤液为含有氢氧化锂的溶液，锂辉石中锂的溶出率达到98%;将获得的含氢氧化锂的溶液通过浓缩、除杂、结晶等步骤，获得单水氢氧化锂产品。
[0019]实施例5:将煅烧晶型转换获得的含有氧化锂5.2%的β锂辉石精矿粉，按照重量比为:β锂辉石矿粉:氢氧化钠:石灰:水=1:0.4:0:3.5调浆，用泵输送到前后相连的金属管道或者外套蒸汽夹套的金属管道反应器中，反应浆料在其中的流动速度为:0.20米/秒，反应时间为:2.5小时，反应压力为:1.0MPa，反应的温度范围为:120°C _200°C加热溶出；反应后浆料经过换热降温后，液固分离并清洗滤渣，获得的滤液为含有氢氧化锂的溶液，锂辉石中锂的溶出率达到94% ;将获得的含氢氧化锂的溶液通过浓缩、除杂、结晶等步骤，获得单水氢氧化锂产品。
[0020]实施例6:将煅烧晶型转换获得的含有氧化锂4.5%的β锂辉石精矿粉，按照重量比为:β锂辉石矿粉:氢氧化钠:石灰:水=1:0.3:0.12:3.5调浆，用泵输送到前后相连的金属管道或者外套蒸汽夹套的金属管道反应器中，反应浆料在其中的流动速度为:0.78米/秒，反应时间为:1.5小时，反应压力为:1.2MPa，反应的温度范围为:120°C _250°C加热溶出；反应后浆料经过换热降温后，液固分离并清洗滤渣，获得的滤液为含有氢氧化锂的溶液，锂辉石中锂的溶出率达到95%;将获得的含氢氧化锂的溶液通过浓缩、除杂、结晶等步骤，获得单水氢氧化锂产品。
[0021]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的 涵盖范围。
【权利要求】
1.一种锂辉石管道反应器溶出生产氢氧化锂的方法，其特征在于:包括以下步骤: 1)将煅烧晶型转换获得的β锂辉石粉、氢氧化钠、石灰与水调浆，用泵输送到管道反应器中； 2)反应浆料在管道反应器中反应后，经过换热降温，从管道流出，固液分离并洗涤； 3 )将滤液通过浓缩、除杂、结晶和母液循环，获得氢氧化锂产品。
2.根据权利要求1所述的锂辉石管道反应器溶出生产氢氧化锂的方法，其特征在于:所述的β锂辉石粉为α锂辉石经过煅烧晶型转换获得，其中含有氧化锂4.5-6.5wt.%。
3.根据权利要求1所述的锂辉石管道反应器溶出生产氢氧化锂的方法，其特征在于:所述的β锂辉石粉、氢氧化钠、石灰、水的质量比为1:0.05-0.35:0-0.3:1.5-6。
4.根据权利要求1所述的锂辉石管道反应器溶出生产氢氧化锂的方法，其特征在于:反应浆料在管道反应器中的流动速度为0.08-0.8米/秒，利用浆料在管道内流动进行混合并反应。
5.根据权利要求1所述的锂辉石管道反应器溶出生产氢氧化锂的方法，其特征在于:反应浆料在管道反应器中的反应时间为0.5-5小时，反应温度为90-250°C，反应压力为.0.1-1.5MP a。
【文档编号】C01D15/02GK104003428SQ201410256305
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月11日 优先权日:2014年6月11日
【发明者】旷戈, 孙加兴, 杨晶喜, 金冉, 胡松, 李欢, 尚亚伟, 陈光炉 申请人:福州大学