本實(shí)用新型涉及一種硫酸法生產(chǎn)鋰鹽的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

鋰是一種重要的戰(zhàn)略性資源物質(zhì)，是現(xiàn)代高科技產(chǎn)品不可或缺的重要原料。我國探明的鋰資源總儲(chǔ)量居世界第二位，但鋰產(chǎn)量只占全球總產(chǎn)量的5％左右，是鋰產(chǎn)品的凈進(jìn)口國。

碳酸鋰是生產(chǎn)二次鋰鹽和金屬鋰制品的基礎(chǔ)材料，因而成為了鋰行業(yè)中用量最大的鋰產(chǎn)品，其他鋰產(chǎn)品其本上都是碳酸鋰的下游產(chǎn)品。碳酸鋰的生產(chǎn)工藝根據(jù)原料來源的不同可以分為鹽湖鹵水提取和礦石提取。目前，國外主要采用鹽湖鹵水提取工藝生產(chǎn)碳酸鋰，我國則主要采用固體礦石提取工藝。雖然我國也在積極開采鹽湖鋰資源，但由于技術(shù)、資源等因素的限制，開發(fā)速度相對(duì)緩慢。

礦石提取鋰主要是采用鋰輝石、鋰云母等固體鋰礦石生產(chǎn)碳酸鋰和其他鋰產(chǎn)品。從礦石中提取鋰資源的歷史悠久，技術(shù)也較成熟，主要生產(chǎn)工藝有石灰燒結(jié)法和硫酸法，其中硫酸法是目前使用的主要方法。

在目前硫酸法生產(chǎn)碳酸鋰生產(chǎn)過程中，普遍采用都是傳統(tǒng)的蒸發(fā)濃縮工藝。此工藝不僅耗時(shí)，效率低，而且對(duì)能量的消耗較大，生產(chǎn)升本較高，同時(shí)對(duì)環(huán)境造成污染。

原工藝流程：原料-酸浸-過濾-蒸發(fā)濃縮-沉鋰-分利洗滌-干燥-成品。

原工藝缺陷：

1)除雜后的過濾多采用板框過濾方式，由于濾布孔徑大，導(dǎo)致其精度較低，使得濾后料液中固含量較高，而后工序沒有采用有效手段進(jìn)行固體雜質(zhì)攔截，使得產(chǎn)品品質(zhì)較低；

2)蒸發(fā)濃縮需要蒸汽加熱系統(tǒng)對(duì)硫酸鋰溶液進(jìn)行蒸發(fā)，使得溶液中的水分變?yōu)闅鈶B(tài)逸出，從而實(shí)現(xiàn)濃縮的目的。這種工藝決定了大量的能源消耗，處理成本和難度較大。

3)該蒸發(fā)濃縮工藝所需設(shè)備較多，維護(hù)成本和難度較高。

4)蒸發(fā)濃縮浪費(fèi)水資源的同時(shí)還對(duì)環(huán)境造成污染，不利于企業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種硫酸法生產(chǎn)鋰鹽的系統(tǒng)，用第一過濾裝置、第二過濾裝置和濃縮裝置替代現(xiàn)有系統(tǒng)的板框過濾裝置和蒸發(fā)濃縮裝置，改善了過濾性能，提高了分離過濾效果，經(jīng)本系統(tǒng)生產(chǎn)的碳酸鋰成品中固體雜質(zhì)含量和二價(jià)鈣鎂鹽含量得到有效控制，提高了碳酸鋰的純度，并且濃縮后的廢水可以回收利用，符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，減少了資源流失，為企業(yè)提高效益。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種硫酸法生產(chǎn)鋰鹽的系統(tǒng)，包括：依次連接的焙燒裝置、冷卻裝置、磨礦裝置、酸化窯、浸出槽、除雜槽、第一過濾裝置、第二過濾裝置、濃縮裝置和收集水裝置。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步，所述焙燒裝置為馬弗爐或回轉(zhuǎn)窯。

進(jìn)一步，所述冷卻裝置為回轉(zhuǎn)冷卻筒。

進(jìn)一步，所述磨礦裝置為球磨機(jī)。

進(jìn)一步，所述第一過濾裝置為微濾膜。

進(jìn)一步，所述微濾膜的材質(zhì)為金屬間化合物多孔材料或陶瓷膜，孔徑為0.1-20μm。

進(jìn)一步，所述金屬間化合物多孔材料為鈦鋁。

采用此步驟的有益效果是硫酸鋰浸出液采用膜過濾，用錯(cuò)流過濾技術(shù)和特種膜(金屬間化合物多孔材料膜)，此膜對(duì)過濾性能較差的懸浮液效果明顯，且能夠保證長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，在硫酸體系下耐腐蝕。微濾膜篩選時(shí)，發(fā)明人充分考慮了過濾成分(包含固體雜質(zhì)成分)、固含量、固體顆粒粒徑和雜質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)等參數(shù)，經(jīng)大量創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)后確定此膜。

進(jìn)一步，所述第二過濾裝置為納濾膜。

采用此步驟的有益效果是除去固體雜質(zhì)后，需要再除去鈣、鎂離子，原工藝用調(diào)pH的方法進(jìn)行沉淀，需要加入新的試劑以及精準(zhǔn)調(diào)配。本新型采用膜技術(shù)直接將鈣、鎂離子攔截，是簡單的物理過程，節(jié)約資源，減少生產(chǎn)成本。

進(jìn)一步，所述濃縮裝置為反滲透膜或納濾膜。

本實(shí)用新型的有益效果是：

本新型提供一種硫酸法生產(chǎn)鋰鹽的系統(tǒng)，用第一過濾裝置、第二過濾裝置和濃縮裝置替代現(xiàn)有系統(tǒng)的板框過濾裝置和蒸發(fā)濃縮裝置，改善了過濾性能，提高了分離過濾效果，用本系統(tǒng)生產(chǎn)的碳酸鋰成品中固體雜質(zhì)含量和鈣、鎂離子含量得到有效控制，提高了碳酸鋰的純度，并且濃縮后的廢水可以回收利用，符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，減少了資源流失，為企業(yè)提高效益。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型一種硫酸法生產(chǎn)鋰鹽的系統(tǒng)連接關(guān)系示意圖；

附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下：

1、焙燒裝置，2、冷卻裝置,3、磨礦裝置，4、酸化窯，5、浸出槽,6、除雜槽,7、第一過濾裝置,8、第二過濾裝置,9、濃縮裝置,10、收集水裝置。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。

實(shí)施例1

如圖1所示，一種硫酸法生產(chǎn)鋰鹽的系統(tǒng)，包括：依次連接的焙燒裝置1、冷卻裝置2、磨礦裝置3、酸化窯4、浸出槽5、除雜槽6、第一過濾裝置7、第二過濾裝置8、濃縮裝置9和收集水裝置10。

在一些具體實(shí)施例中，所述焙燒裝置1為馬弗爐或回轉(zhuǎn)窯。

在一些具體實(shí)施例中，所述冷卻裝置2為回轉(zhuǎn)冷卻筒。

在一些具體實(shí)施例中，所述磨礦裝置3為球磨機(jī)。

在一些具體實(shí)施例中，所述第一過濾裝置4為微濾膜。

在一些具體實(shí)施例中，所述微濾膜的材質(zhì)為金屬間化合物多孔材料或陶瓷膜，孔徑為0.1-20μm。

在一些具體實(shí)施例中，所述金屬間化合物多孔材料為鈦鋁。

在一些具體實(shí)施例中，所述第二過濾裝置8為納濾膜。

在一些具體實(shí)施例中，所述濃縮裝置9為反滲透膜或納濾膜。

本系統(tǒng)具體應(yīng)用時(shí)，取鋰輝石精礦，在焙燒裝置1中1100℃焙燒0.5小時(shí)，再經(jīng)冷卻裝置2冷卻降溫至145℃，得鋰輝石焙砂；在磨礦裝置3中對(duì)鋰輝石焙砂進(jìn)行磨礦，得粒徑小于80目的鋰輝石礦粉；將鋰輝石礦粉倒入酸化窯4中，向鋰輝石礦粉中加入濃度98％的硫酸，并在300℃的條件下焙燒，得酸熟料，控制酸熟料的殘酸質(zhì)量百分含量為4％，酸熟料流入浸出槽5中；向酸熟料中加入碳酸鈣，碳酸鈣的加入摩爾量為殘酸摩爾量的1.1倍，得混合物，將混合物引入除雜槽6中，向混合物中加水，當(dāng)混合物的pH值在6.0時(shí)，進(jìn)行除雜，得固含量10％以上的硫酸鋰浸出液；將硫酸鋰浸出液經(jīng)第一過濾裝置7過濾，去除固體雜質(zhì)，使濾液中固含量降至5ppm以下，現(xiàn)有技術(shù)過濾處理后濾液的固含量為60-100ppm，濾液用第二過濾裝置8脫除二價(jià)鹽，得Li⁺含量為20-25g/L的脫鹽液，脫鹽液經(jīng)濃縮裝置9濃縮，得Li⁺含量為40-50g/L的濃縮液，用水收集裝置10收集濃縮下來的廢水，回收利用；濃縮液經(jīng)本領(lǐng)域常規(guī)手段加入純堿飽和溶液，使碳酸鋰沉淀，過濾、洗滌、干燥碳酸鋰沉淀，得碳酸鋰成品，純度大于99％。經(jīng)檢測，成品碳酸鋰中Na、Mg、Al、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Pb含量均已達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。