專利名稱：無(wú)水氯化鋰的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)水氯化鋰的制備方法。
背景技術(shù)：
氯化鋰是一種重要的鋰鹽產(chǎn)品，除了用于空調(diào)除濕劑、漂白粉、殺蟲劑、合成纖維、制藥工業(yè)、鋰電池、金屬合金焊接劑或助熔劑，還有一個(gè)非常重要的用途就是用于生產(chǎn)金屬鋰。目前，金屬鋰不僅成為國(guó)防上最有重要意義的戰(zhàn)略物資之一，同時(shí)也成為一種與人類日常生活息息相關(guān)的重要金屬元素。金屬鋰及其合金和化合物在原子能工業(yè)、冶金工業(yè)、電池、玻璃、陶瓷、化工、航天工業(yè)制造等許多領(lǐng)域具有廣泛的用途。近年來(lái)氯化鋰在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域也開始得到廣泛應(yīng)用，在醫(yī)學(xué)上用于治療糖尿病、遺傳研究等；作為誘變劑，應(yīng)用于食品(啤酒)、醫(yī)藥、環(huán)保等行業(yè)選育優(yōu)質(zhì)菌種，培育高產(chǎn)菌株，合成醫(yī)藥中間體，對(duì)菌種進(jìn)行遺傳改造；在有機(jī)結(jié)構(gòu)分析方面，氯化鋰是一種重要的陽(yáng)離子添加劑；在新材料領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用于甲殼素(質(zhì))的生產(chǎn)。氯化鋰及其衍生產(chǎn)品在受控核聚變反應(yīng)、鋁鋰合金、鋰離子電池、光通信中的非線性光學(xué)材料等行業(yè)的需求大幅增長(zhǎng)。氯化鋰的用途廣泛，電解生產(chǎn)金屬鋰是氯化鋰消耗量最大的領(lǐng)域。
現(xiàn)有以鋰礦為原料制備或生產(chǎn)氯化鋰方法主要是碳酸鋰或氫氧化鋰轉(zhuǎn)化法，是制備和生產(chǎn)氯化鋰最主要的方法。該法以成品碳酸鋰或氫氧化鋰與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋰，經(jīng)一系列分離、洗滌、濃縮、結(jié)晶、干燥步驟后得到氯化鋰。而成品碳酸鋰或氫氧化鋰的生產(chǎn)是將由鋰礦經(jīng)焙燒、酸化、制漿、浸出和初步濃縮得到的鋰礦浸取液—硫酸鋰溶液與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鋰或與氫氧化鈣反應(yīng)生成氫氧化鋰，經(jīng)一系列分離、洗滌、除雜、濃縮、結(jié)晶、干燥后步驟制成碳酸鋰或氫氧化鋰產(chǎn)品。
現(xiàn)有的以鋰礦為原料制備或生產(chǎn)氯化鋰的工藝方法雖然比較成熟，但是存在諸多弊端。第一，首先必須將由鋰礦經(jīng)焙燒、酸化、制漿、浸出和初步濃縮得到的鋰礦浸取液—硫酸鋰溶液制成碳酸鋰或氫氧化鋰產(chǎn)品，再以碳酸鋰或氫氧化為鋰原料制備或生產(chǎn)氯化鋰，工藝長(zhǎng)、步驟多必然增大了過(guò)程中鋰的流失，降低了鋰的總收率，造成寶貴鋰資源的浪費(fèi)；第二，先由硫酸鋰生產(chǎn)碳酸鋰或氫氧化鋰再生產(chǎn)氯化鋰的工藝中經(jīng)過(guò)多次重復(fù)洗滌、濃縮、冷卻結(jié)晶，造成能源和水的大量浪費(fèi)；第三，生產(chǎn)線過(guò)長(zhǎng)，設(shè)備投資大，操作工序多，運(yùn)行費(fèi)用高。
其他制備氯化鋰方法主要有氫氧化鋰氯化法。即將氫氧化鋰分散于水中，逆流通入氯氣使之循環(huán)，得到氯化鋰粗母液，經(jīng)分離、洗滌、除雜、濃縮、結(jié)晶、干燥后得到無(wú)水氯化鋰。
鹽湖鹵水提取法，主要通過(guò)溶劑萃取、離子交換吸附或鹽析的方法從含有氯化鋰的鹽湖鹵水中提取氯化鋰，但這種方法尚未成熟，仍處于研究階段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種工序簡(jiǎn)單，易操作的無(wú)水氯化鋰的制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種無(wú)水氯化鋰的制備方法，其特征是包括下列步驟(1)、在硫酸鋰溶液中加入氯化鈣，得到氯化鋰與硫酸鈣；
(2)、將步驟(1)中所得產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濾和洗滌，除去CaSO4，得LiCl溶液(母液1)；(3)、將母液1減壓濃縮后，加入氯化鋇溶液，反應(yīng)后經(jīng)過(guò)濾和洗滌除去SO42-；
(4)、在步驟(3)所得氯化鋰溶液中加入的碳酸鋰溶液，反應(yīng)后經(jīng)過(guò)濾和洗滌除去Ba2+、Ca2+雜質(zhì)，得LiCl溶液(母液2)；
(5)、將步驟(4)所得母液2經(jīng)減壓濃縮、冷卻結(jié)晶、分離、干燥后得無(wú)水氯化鋰。
步驟(1)中硫酸鋰溶液為鋰礦浸取液—硫酸鋰溶液。
所述的無(wú)水氯化鋰的生產(chǎn)方法，其具體步驟如下(1)、將氯化鈣溶液加入到鋰礦浸取液—硫酸鋰溶液中攪拌反應(yīng)，反應(yīng)物摩爾比(CaCl2/Li2SO4)為1.0～1.03，反應(yīng)溫度為70～90℃，反應(yīng)時(shí)間30分鐘～45分鐘，反應(yīng)停止后保溫靜置1小時(shí)以上；(2)、將步驟(1)中所得產(chǎn)物過(guò)濾，并用80～95℃無(wú)離子熱水洗滌濾餅2～4次后得到得LiCl溶液(母液1)；(3)、用鹽酸調(diào)節(jié)母液1的pH值至7，減壓濃縮，測(cè)定其中SO42-的含量，加入與SO42-等摩爾量的氯化鋇溶液，攪拌反應(yīng)、過(guò)濾并用5℃～10℃無(wú)離子水洗滌2～3次后除去SO42-；(4)、根據(jù)步驟(3)所得濃縮液中的Ca2+的含量，加入與Ca2+等摩爾量的碳酸鋰溶液，反應(yīng)后經(jīng)過(guò)濾并用10～20℃無(wú)離子水洗滌2～3次，除去Ba2+、Ca2+等雜質(zhì)后得LiCl溶液(母液2)；(5)、用鹽酸調(diào)節(jié)母液2的pH值至7，減壓濃縮(二級(jí)濃縮)至飽和狀態(tài)，冷卻、結(jié)晶、分離，分離后所得母液3送至二級(jí)濃縮。分離后所得濕結(jié)晶經(jīng)干燥得符合GB10575-89工業(yè)一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)水氯化鋰。
本發(fā)明采用以鋰礦浸取液—硫酸鋰溶液為鋰原料直接制備生產(chǎn)無(wú)水氯化鋰的工藝方法。與現(xiàn)有的以鋰礦為原料生產(chǎn)氯化鋰的工藝方法相比，省去了先由硫酸鋰溶液制備或生產(chǎn)碳酸鋰或氫氧化鋰的整個(gè)工藝過(guò)程，因而工藝路線大大縮短，操作步驟大為簡(jiǎn)化，易操作，降低了能耗與水耗，減少了過(guò)程中鋰的損失，提高了鋰收率，從根本上克服上述傳統(tǒng)工藝方法存在的諸多弊端，實(shí)現(xiàn)了氯化鋰制備工藝的創(chuàng)新。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
附圖為本發(fā)明工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1(1)移取濃度為1.6103mol/L的鋰礦浸取液—硫酸鋰溶液800ml于2000ml的燒杯中。將燒杯置于70℃的恒溫水浴中，邊攪拌邊緩慢加入860ml濃度為1.5mol/L的氯化鈣溶液，充分反應(yīng)半小時(shí)后保溫靜置1.5小時(shí)。
(2)真空過(guò)濾步驟(1)中所得產(chǎn)物，并用80℃的無(wú)離子水洗滌硫酸鈣濾餅兩次得LiCl溶液(母液1)。
(3)用鹽酸將母液1的pH值調(diào)至7后減壓濃縮至500ml，測(cè)定其SO42-和Ca2+含量。
(4)在步驟(3)所得的濃縮液中邊攪拌邊加入0.5mol/L濃度的氯化鋇溶液85ml，攪拌20分鐘并靜置1小時(shí)后過(guò)濾，并用10℃無(wú)離子水洗滌兩次。
(5)在步驟(4)所得的LiCl溶液中邊攪拌邊加入0.05mol/L濃度的碳酸鋰溶液115ml，攪拌20分鐘并靜置1小時(shí)后過(guò)濾，并用20℃無(wú)離子水洗滌兩次后得LiCl溶液(母液2)。
(6)用鹽酸將母液2的pH值調(diào)至7后減壓濃縮至飽和濃度，冷卻結(jié)晶、分離，所得濕結(jié)晶干燥后得無(wú)水氯化鋰產(chǎn)品。以原子吸收分光光度法和化學(xué)分析法測(cè)定所得產(chǎn)品LiCl含量99.05％；SO42-含量0.04％；K+Na 0.31％；其余指標(biāo)均符GB10575-89中工業(yè)一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例2實(shí)施例1步驟(1)中恒溫水浴溫度為80℃；步驟(2)中洗滌水溫度為85℃，其余同實(shí)施例1。分析測(cè)定所得產(chǎn)品LiCl含量99.15％；SO42-含量0.03％；K+Na 0.3％；其余指標(biāo)均符GB10575-89中工業(yè)一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例3實(shí)施例1步驟(1)中加入的1.5mol/L的氯化鈣溶液為884ml，恒溫水浴溫度為85℃，反應(yīng)45分鐘后保溫靜置2小時(shí)；步驟(2)中洗滌水溫度為85℃，洗滌三次；步驟(4)中加入0.1mol/L濃度的碳酸鋰溶液350ml，攪拌30分鐘并靜置2小時(shí)后過(guò)濾；其余同實(shí)施例1。分析測(cè)定所得產(chǎn)品LiCl含量99.21％；SO42-含量檢不出；K+Na 0.24％；其余指標(biāo)均符GB10575-89中工業(yè)一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例4實(shí)施例3步驟(1)中恒溫水浴溫度為90℃，反應(yīng)45分鐘后保溫靜置3小時(shí)；步驟(2)中洗滌水溫度為90℃；其余同實(shí)施例3。分析測(cè)定所得產(chǎn)品LiCl含量99.39％；SO42-含量檢不出；K+Na 0.21％；其余指標(biāo)均符GB10575-89中工業(yè)一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例5實(shí)施例4步驟(1)中恒溫水浴溫度為95℃；步驟(2)中洗滌水溫度為95℃，其余同實(shí)施例3。經(jīng)分析測(cè)定所得產(chǎn)品LiCl含量99.42％；SO42-含量檢不出；K+Na0.19％；其余指標(biāo)均符GB10575-89中工業(yè)一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例6實(shí)施例3步驟(1)中移取的鋰礦浸取液—硫酸鋰溶液濃度為1.804mol/L，加入980ml濃度為1.5mol/L的氯化鈣溶液；其余同實(shí)施例3。經(jīng)分析測(cè)定所得產(chǎn)品LiCl含量99.22％；SO42-含量檢不出；K+Na0.25％；其余指標(biāo)均符GB 10575-89中工業(yè)一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例7
實(shí)施例4步驟(1)中移取的鋰礦浸取液—硫酸鋰溶液濃度為1.804mol/L，加入980ml濃度為1.5mol/L的氯化鈣溶液；其余同實(shí)施例4。經(jīng)分析測(cè)定所得產(chǎn)品LiCl含量99.32％；SO42-含量檢不出；K+Na0.21％；其余指標(biāo)均符GB10575-89中工業(yè)一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例8實(shí)施例6步驟(1)中移取1600ml的鋰礦浸取液—硫酸鋰溶液于5000ml的反應(yīng)容器中，加入1960ml的氯化鈣溶液；其余同實(shí)施例6。經(jīng)分析測(cè)定所得產(chǎn)品LiCl含量99.26％；SO42-含量檢不出；K+Na 0.21％；其余指標(biāo)均符GB10575-89中工業(yè)一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)施例9實(shí)施例7步驟(1)中移取1600ml的鋰礦浸取液—硫酸鋰溶液于5000ml的反應(yīng)容器中，加入1960ml的氯化鈣溶液；其余同實(shí)施例7。經(jīng)分析測(cè)定所得產(chǎn)品LiCl含量99.37％；SO42-含量檢不出；K+Na 0.19％；其余指標(biāo)均符GB 10575-89中工業(yè)一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)水氯化鋰的制備方法，其特征是包括下列步驟(1)、在硫酸鋰溶液中加入氯化鈣，得到氯化鋰與硫酸鈣；(2)、將步驟(1)中所得產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濾和洗滌，除去CaSO4，得LiCl溶液(母液1)；(3)、將母液1減壓濃縮后，加入氯化鋇溶液，反應(yīng)后經(jīng)過(guò)濾和洗滌除去SO42-；(4)、在步驟(3)所得氯化鋰溶液中加入的碳酸鋰溶液，反應(yīng)后經(jīng)過(guò)濾和洗滌除去Ba2+、Ca2+雜質(zhì)，得LiCl溶液(母液2)；(5)、將步驟(4)所得母液2經(jīng)減壓濃縮、冷卻結(jié)晶、分離、干燥后得無(wú)水氯化鋰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)水氯化鋰的制備方法，其特征是步驟(1)中硫酸鋰溶液為鋰礦浸取液-硫酸鋰溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)水氯化鋰的制備方法，其特征是其具體步驟如下(1)、將氯化鈣溶液加入到鋰礦浸取液-硫酸鋰溶液中攪拌反應(yīng)，反應(yīng)物摩爾比(CaCl2/Li2SO4)為1.0～1.03，反應(yīng)溫度為70～90℃，反應(yīng)時(shí)間30分鐘～45分鐘，反應(yīng)停止后保溫靜置1小時(shí)以上；(2)、將步驟(1)中所得產(chǎn)物過(guò)濾，并用80～95℃無(wú)離子熱水洗滌濾餅2～4次后得到得LiCl溶液(母液1)；(3)、用鹽酸調(diào)節(jié)母液1的pH值至7，減壓濃縮，測(cè)定其中SO42-的含量，加入與SO42-等摩爾量的氯化鋇溶液，攪拌反應(yīng)、過(guò)濾并用5℃～10℃無(wú)離子水洗滌2～3次后除去SO42-；(4)、根據(jù)步驟(3)所得濃縮液中的Ca2+的含量，加入與Ca2+等摩爾量的碳酸鋰溶液，反應(yīng)后經(jīng)過(guò)濾并用10～20℃無(wú)離子水洗滌2～3次，除去Ba2+、Ca2+等雜質(zhì)后得LiCl溶液(母液2)；(5)、用鹽酸調(diào)節(jié)母液2的pH值至7，減壓濃縮(二級(jí)濃縮)至飽和狀態(tài)，冷卻、結(jié)晶、分離，分離后所得母液3送至二級(jí)濃縮。分離后所得濕結(jié)晶經(jīng)干燥得無(wú)水氯化鋰。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無(wú)水氯化鋰的制備方法，包括在硫酸鋰溶液中加入氯化鈣，得到氯化鋰與硫酸鈣；將上述所得產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濾和洗滌，除去CaSO
文檔編號(hào)C01D15/04GK1872688SQ20061008598
公開日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2006年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月12日
發(fā)明者景曉輝, 李南平, 葛建敏, 丁欣宇, 周暉, 施磊 申請(qǐng)人:南通大學(xué)