[发明专利]从锂辉石精矿制备碳酸锂的系统

说明书

技术领域

本发明涉及碳酸锂制备领域，具体地，涉及从锂辉石精矿制备碳酸锂的系统。

背景技术

碳酸锂作为制备其他锂盐的主要原料，是一种重要的基础锂盐，其长期用于炼铝业、玻璃业和陶瓷业中，近年来又广泛用于锂离子电池和医药行业。随着锂离子电池行业的发展，碳酸锂的用途越来越广泛。例如，碳酸锂可用于制造钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂等电极材料，也可用作充电锂电池中的非水溶液电解质等。

目前制备碳酸锂的主要方法是以锂辉石为原料，通过硫酸法制备。硫酸法需要消耗大量的硫酸和碱，工艺流程长，对设备要求高，而且会污染环境等。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出成本低、污染小的从锂辉石精矿制备碳酸锂的系统。

根据本发明的一个方面，提供了一种从锂辉石精矿制备碳酸锂的系统，包括：焙烧装置，所述焙烧装置用于对所述锂辉石精矿进行焙烧，以便获得锂辉石焙砂；磨矿装置，所述磨矿装置与所述焙烧装置相连，并对所述锂辉石焙砂进行磨矿处理，以得到锂辉石矿粉；碱煮装置，所述碱煮装置与所述磨矿装置相连，并且适于所述锂辉石矿粉与碳酸钠发生反应，得到的碱煮料为铝硅酸钠与碳酸锂的混合物；碳化装置，所述碳化装置与碱煮装置相连，并且适于碳酸锂与二氧化碳和水反应生成含有碳酸氢锂的混合物；以及热解装置，所述热解装置与所述碳化装置相连，用于对碳酸氢锂进行热解处理，以得到碳酸锂、二氧化碳和热解母液。根据本发明实施例的从锂辉石精矿制备碳酸锂的系统，结构简单，生产成本低，污染小，可以有效地用于生产碳酸锂。

另外，根据本发明上述实施例的从锂辉石精矿制备碳酸锂的系统还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述从锂辉石精矿制备碳酸锂的系统进一步包括脱硅装置：所述脱硅装置设置在所述碱煮装置与所述碳化装置之间，并且分别与所述碱煮装置和所述碳化装置相连，其中，所述脱硅装置内设置有脱硅剂用于除去硅。根据本发明的一个实施例，所述脱硅剂为铝酸钠。需要说明的是，根据本发明的实施例，脱硅装置与碳化装置的先后顺序并不受特别限制，也可以将脱硅装置设置在碳化装置之后，即在进行碳化处理之后，再进行脱硅处理。

根据本发明的一个实施例，所述从锂辉石精矿制备碳酸锂的系统进一步包括：除钙装置，所述除钙装置设置在所述碳化装置与所述热解装置之间，分别与所述碳化装置和所述热解装置相连，其中，所述除钙装置内设置有除钙剂用于除去钙。由此，可以将含有碳酸氢锂的溶液中的可溶性碳酸氢钙转化为碳酸钙沉淀，从而方便地除去钙。

根据本发明的一个实施例，所述脱硅剂为铝酸钠。

根据本发明的一个实施例，所述除钙剂为碳酸锂。

根据本发明的一个实施例，所述热解装置设置有二氧化碳出口和热解母液出口，所述二氧化碳出口和热解母液出口分别与所述碳化装置相连，用于将所述二氧化碳和热解母液返回至所述碳化装置中。由此，可以循环利用二氧化碳，并回收热解母液中的碳酸锂，从而提高碳酸锂的利用率。

根据本发明的一个实施例，所述焙烧装置用于在1100~1200摄氏度下对所述锂辉石精矿进行焙烧0.5~2.5小时。由此，有效地将锂辉石由α型转变为β型，相应的，锂辉石密度减小，从而使锂辉石更容易与碳酸钠发生复分解反应。

根据本发明的一个实施例，所述锂辉石矿粉粒度小于75微米。由此，可以增大锂辉石矿粉的比表面积，增大锂辉石矿粉与其他反应原料的接触面积，加快反应速度。

根据本发明的一个实施例，所述碱煮装置为高压浸出釜，所述高压浸出釜内的压力为14~18公斤压力。

根据本发明的一个实施例，所述热解处理是通过在常压下煮沸0.5~1小时而进行的。

为了方便理解，本发明还提供了一种利用本发明上述系统从锂辉石精矿制备碳酸锂的方法，该包括以下步骤：将所述锂辉石精矿供给到焙烧装置，以便对所述锂辉石精矿进行焙烧，以便获得锂辉石焙砂；将所述锂辉石焙砂供给到磨矿装置，以便对所述锂辉石焙砂进行磨矿处理以得到锂辉石粉末；将所述锂辉石矿粉供给到碱煮装置，以便使所述锂辉石矿粉与碳酸钠发生反应，以得到含有铝硅酸钠和碳酸锂的混合物；将所述含有铝硅酸钠和碳酸锂的混合物供给到碳化装置，以便使碳酸锂与二氧化碳和水反应生成含有碳酸氢锂的混合物；以及将碳酸氢锂供给到热解装置，以便对碳酸氢锂进行热解处理，以得到碳酸锂、二氧化碳和热解母液。根据本发明实施例的从锂辉石精矿制备碳酸锂的方法，工艺流程简单，生产成本低，污染小。