从氯化锂转化液中连续的除去钙离子的方法与流程

本发明涉及锂盐生产的方法。

背景技术：

锂是非常重要的能源金属，随着新能源汽车市场的高速发展，动力锂电池需求量逐年递增，对锂产品的产量和品质要求越来越高。锂产品分为基础锂产品和高端锂产品两类，基础锂产品指工业级碳酸锂、氯化锂、工业级氢氧化锂三种产品，高端锂产品包括电池级碳酸锂、高纯碳酸锂、电池级金属锂、丁基锂、氟化锂等。氯化锂是一种用途广泛的基础锂产品，很多锂深加工产品均要通过氯化锂环节，尤其作为电池级金属锂的关键生产原料，氯化锂的纯度对最终产品品质的影响极为显著。

通过锂矿石可制得硫酸锂，将硫酸锂与氯化钙反应可得到氯化锂转化液和硫酸钙渣，将硫酸钙渣过滤去除后的氯化锂转化液用于生产氯化锂。该氯化锂转化液中除了含有氯化锂外，还含有钙离子和硫酸根，必须经过净化提纯才能用于生产高品质的氯化锂产品。

目前公开的氯化锂提纯技术多采用化学沉淀法去除钙离子和硫酸根离子，如专利cn201610257026.3和cn201611093934.x公开的方法，该方法采用氯化钡沉淀硫酸根，不仅消耗大量的化学药剂，还会产生大量硫酸钡泥固废，对环境污染较大，且沉淀工艺长、杂质残留量大，产品品质低，难以满足电池级锂产品的生产要求。同时，设备占地面积大，且均为间隙方式，每个工序，均需要采用输送机械进行物料的输送，能耗大，效率低，由于氯化锂转化液ca²⁺中的含量低，一般仅仅为2～5g/l，因此，需要的碱性精制剂相当少，上述的方法，难以将少量的碱性精制剂与大量的氯化锂转化液有效的混合。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种从氯化锂转化液中连续的除去钙离子的方法，以克服现有技术存在的缺陷。

本发明所述的从氯化锂转化液中连续的除去钙离子的方法，包括如下步骤：

通过输送装置，将氯化锂转化液送入预混合组件，与精制剂定量混合，使得精制剂的加入量与氯化锂转化液保持预定的比例，然后依次送入反应结晶器和连续式液固分离器，进行液固分离，获得的母液即为去除的钙离子的氯化锂转化液，送往后续的工序进一步处理。

所述的预混合组件包括：氯化锂转化液进料管、精制剂槽和预反应结晶器；

所述的氯化锂转化液进料管的出口与所述的预反应结晶器的内腔的下部相连通，所述的氯化锂转化液进料管的进口与出口之间设有喉管，所述喉管处设有精制剂进料口，所述精制剂槽通过管线与所述的精制剂进料口相连接。

本发明的有益效果是：

能够确保定量加入的精制剂与原料氯化锂转化液中的钙离子充分反应，减少了精制剂的消耗，加快了反应速度，并能够连续生产，对环境污染小，且简化了工艺流程，提高了分离效率，同时，设备占地面积小。

附图说明

图1为从氯化锂转化液中连续的除去钙离子的方法的流程示意图。

图2为预混合组件结构示意图。

图3为反应结晶器结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明所述的从氯化锂转化液中连续的除去钙离子的方法，包括如下步骤：

通过输送装置，将氯化锂转化液送入预混合组件1，与精制剂定量混合，精制剂的加入量与氯化锂转化液保持预定的比例，然后依次送入反应结晶器2和连续式液固分离器3，进行液固分离，获得的母液即为去除的钙离子的氯化锂转化液，送往后续的工序进一步处理。

参见图2，所述的预混合组件1包括：氯化锂转化液进料管4、精制剂槽5和预反应结晶器6；

所述的氯化锂转化液进料管4的出口401与所述的预反应结晶器6的内腔的下部相连通，所述的氯化锂转化液进料管4的进口4011与出口401之间设有喉管402，所述喉管402处设有精制剂进料口501，所述精制剂槽5通过管线与所述的精制剂进料口501相连接；

优选的，所述的喉管402的直径为氯化锂转化液进料管4的直径的30％～40％；

优选的，所述的精制剂槽5中设有定量加料器502，优选的所述的定量加料器502为螺杆；

参见图3，优选的，所述的反应结晶器2包括螺旋管道201和冷却外筒202，所述的螺旋管道201设置在所述的冷却外筒202内，所述的螺旋管道201的上端入口203与所述的预反应结晶器6的预反应结晶物出口601通过管线相连通，所述的螺旋管道201的下端出口204与所述的连续式液固分离器3相衔接；

优选的，所述的连续式液固分离器3包括2个以上的离心分离器，所述的离心分离器通过旋转构件与动力组件如电机相连接，并安装在机架上，当一个所述的离心分离器注满需要分离的物料后，即移位并旋转开始离心分离，另一个所述的离心分离器到位，继续灌注分离液，达到连续分离的目的；

优选的，氯化锂转化液在氯化锂转化液进料管4中的流动速度为10～20米/秒；

优选的，在所述的反应结晶器2中物料的停留时间为30～60分钟；

所述的反应结晶器2的温度为5～10℃；

所述的精制剂为碳酸钠、草酸钠、氟化钠或磷酸钠中的一种或多种的混合物，加入量为氯化锂转化液中钙离子重量的2倍～7倍；

所述的氯化锂转化液中，各个组分的含量为：

licl(以li2o计)：10～40g/l；

ca²⁺：2～5g/l；

so4^2-：2～5g/l；

获得的去除的钙离子的氯化锂转化液中，各个组分的含量为：

licl(以li2o计)：10～40g/l；

ca²⁺：0.01mg/l～2mg/l；

so4^2-：2～5g/l；

本发明是这样操作的：

通过输送装置，将氯化锂转化液送入氯化锂转化液进料管4，开启定量加料器501，并设定转速，使得精制剂的加入量与氯化锂转化液保持预定的比例，启动连续式液固分离器3；

在所述的氯化锂转化液进料管4中，氯化锂转化液经过喉管402，流动速度加快，与进入氯化锂转化液进料管4中的定量的精制剂快速混合后，由于喉管出口处管径的突变增大，加快了溶解和传质速度，从而加快了反应速度，然后进入预反应结晶器6，进行预反应结晶，再进入反应结晶器2进行反应结晶，最后送入连续式液固分离器3进行液固分离，获得的母液即为去除的钙离子的氯化锂转化液，送往后续的工序进一步处理；

在所述的反应结晶器2中，主要的结晶，反应过程实际上已经在预混合组件1完成，因此，需要在较低的温度下进行操作。

实施例1

采用图1的流程、图2的预混合组件和图3的反应结晶器进行从氯化锂转化液中连续的除去钙离子。

其中：氯化锂转化液在氯化锂转化液进料管4中的流动速度为10米/秒，在所述的反应结晶器2中物料的停留时间为60分钟；

所述的反应结晶器2的温度为5℃；

所述的精制剂为碳酸钠加入量为氯化锂转化液中钙离子重量的2倍；

所述的氯化锂转化液中，各个组分的含量为：

licl(以li2o计)：10g/l；

ca²⁺：5g/l；

so4^2-：2～5g/l；

获得的去除的钙离子的氯化锂转化液中，各个组分的含量为：

licl(以li2o计)：10g/l；

ca²⁺：2mg/l；

so4^2-：2g/l；

去除率％＝(5000-2)/5000＝99.96％。

实施例2

采用图1的流程、图2的预混合组件和图3的反应结晶器进行从氯化锂转化液中连续的除去钙离子。

其中：氯化锂转化液在氯化锂转化液进料管4中的流动速度为20米/秒，在所述的反应结晶器2中物料的停留时间为30分钟；

所述的反应结晶器2的温度为10℃；

所述的精制剂为磷酸钠，加入量为氯化锂转化液中钙离子重量的7倍；

所述的氯化锂转化液中，各个组分的含量为：

licl(以li2o计)：40g/l；

ca²⁺：2g/l；

so4^2-：5g/l；

获得的去除的钙离子的氯化锂转化液中，各个组分的含量为：

licl(以li2o计)：40g/l；

ca²⁺：0.01mg/l；

so4^2-：5g/l；

去除率％＝(2000-2)/5000＝99.999％。