本發(fā)明涉及一種利用新型雙極膜電滲析器為工藝核心生產(chǎn)氫氧化鋰和碳酸鋰的方法。具體地，本發(fā)明涉及以各種可溶性鋰鹽溶液為原料，通過雙極膜電滲析器形成氫氧化鋰溶液和對(duì)應(yīng)酸液的方法，進(jìn)一步地，將氫氧化鋰溶液蒸發(fā)結(jié)晶為電池級(jí)氫氧化鋰，或?qū)溲趸嚾芤号c二氧化碳反應(yīng)生成高純碳酸鋰，所產(chǎn)生的酸液返回于前端工藝，用于鋰鹽溶液制備過程。
背景技術(shù)：
：在鋰電池正極材料和鋰電池電解質(zhì)的合成工藝中，氫氧化鋰有比碳酸鋰更好的合成效果。隨著中國電池材料工業(yè)的快速發(fā)展，電池級(jí)氫氧化鋰的需求缺口在進(jìn)一步放大。同時(shí)隨著鋰基潤滑油的普遍使用，對(duì)工業(yè)級(jí)氫氧化鋰的市場(chǎng)需求也處于快速增長過程。中國雖然是鋰資源大國，但中國青海的富鋰鹽湖資源的高鎂特性造成碳酸鋰生產(chǎn)困難，直接下線的碳酸鋰產(chǎn)品品質(zhì)偏低。西藏的富鋰鹽湖資源因?yàn)楫?dāng)?shù)毓I(yè)條件不足，主要產(chǎn)品為碳酸鋰精礦(碳酸鋰含量50％-70％)。中國所原產(chǎn)的鋰輝石精礦和進(jìn)口鋰輝石精礦，在經(jīng)過硫酸酸化焙燒后，浸出液為硫酸鋰溶液，再進(jìn)一步除雜制備為工業(yè)級(jí)碳酸鋰。中國現(xiàn)有的氫氧化鋰制造工藝主要為兩種，凍硝法與沉淀法。凍硝法的工藝原理為：li2so4+2naoh→(冷凍)→2lioh+na2so4↓凍硝法在生產(chǎn)過程中大量消耗燒堿(naoh)，同時(shí)有復(fù)雜精細(xì)的當(dāng)量濃度控制過程。低溫凍硝需要將混合后溶液的溫度降低到-2℃到-10℃，這一過程消耗大量電力，而且運(yùn)行效率偏低。凍硝后的氫氧化鋰溶液需要兩次蒸發(fā)結(jié)晶才可能達(dá)到電池級(jí)氫氧化鋰純度，這一過程會(huì)消耗大量能源并造成鋰損耗。沉淀法的工藝原理為：li2co3+cao+h2o→2lioh+caco3↓沉淀法在生產(chǎn)過程中消耗大量石灰，產(chǎn)生大量廢渣。石灰配漿過程復(fù)雜煩瑣，并造成環(huán)境污染。因此，得到的氫氧化鋰溶液需要兩次以上的蒸發(fā)結(jié)晶才可能達(dá)到工業(yè)級(jí)氫氧化鋰純度，這一過程會(huì)消耗大量能源并造成鋰損耗。利用本發(fā)明的方法來生產(chǎn)氫氧化鋰溶液并進(jìn)一步蒸發(fā)濃縮為一水合氫氧化鋰固體，可完全避免上述問題。在對(duì)中國青海的高鎂鋰比鹽湖進(jìn)行提鋰的工藝中，鹽湖濃縮得到的高鎂低鋰鹵水都需要通過鎂鋰分離工藝來形成高鋰低鎂的富鋰鹵水，富鋰鹵水通過精制除鎂工藝(投放氫氧化鈉沉鎂)形成鎂離子濃度為50ppm以下的精制鋰溶液。精制除鎂工藝需要復(fù)雜的堿液配制系統(tǒng)，在增加運(yùn)行成本的同時(shí)，對(duì)精制鋰溶液形成了大量的氯化鈉污染并降低了鋰離子濃度。利用本發(fā)明的裝置，使用生產(chǎn)過程中的精制氯化鋰溶液直接生產(chǎn)氫氧化鋰溶液并進(jìn)行除鎂操作，可完全避免上述問題。雙極膜是指帶有陰離子交換層和陽離子交換層組合結(jié)構(gòu)的離子交換膜，通常在膜兩側(cè)施加1.2伏以上的工作電壓，膜內(nèi)水分會(huì)連續(xù)穩(wěn)定分解為h+與oh-，并分別從陽膜側(cè)和陰膜側(cè)透出。雙極膜與離子交換膜配合使用，雙極膜與陽膜與陰膜組合形成五室式電滲析器。利用雙極膜電滲析器可以由有機(jī)酸鹽生產(chǎn)有機(jī)酸，由氨基酸鹽生產(chǎn)氨基酸。但至今國內(nèi)外尚無利用雙極膜電滲析器生產(chǎn)氫氧化鋰的工業(yè)化項(xiàng)目。在中國申請(qǐng)?zhí)枮?01410124102.4的文獻(xiàn)中，其申請(qǐng)的工藝基礎(chǔ)是試驗(yàn)室微型設(shè)備，所采用的雙極膜電滲析器是酸室與堿室的雙室形式，為雙極膜與陽膜的組合。這與本發(fā)明的五室形式的雙極膜電滲析器(雙極膜與陰膜、陽膜的組合)有本質(zhì)的不同。另外，在兩室形式的雙極膜電滲析器中，雙極膜水解所產(chǎn)生的氫離子會(huì)穿過陽膜到達(dá)堿室，降低雙極膜電滲析器的運(yùn)行效率并增加能耗。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明利用五室式雙極膜電滲析器，直接使用可溶性鋰鹽溶液為原料制備氫氧化鋰和碳酸鋰，避免了傳統(tǒng)化學(xué)法工藝制造氫氧化鋰的煩瑣過程與污染排放環(huán)節(jié)，并大幅度節(jié)約能耗與物料成本。本發(fā)明所使用的雙極膜電滲析器為工業(yè)化裝置，可直接用于氫氧化鋰的經(jīng)濟(jì)性規(guī)?；a(chǎn)，同時(shí)所生成的酸液可循環(huán)用于前端工藝。本發(fā)明可使用低品質(zhì)碳酸鋰甚至西藏鹽湖的鋰精礦生產(chǎn)電池級(jí)氫氧化鋰，也可直接使用鋰輝石酸化焙燒后的浸出液直接生產(chǎn)氫氧化鋰。本發(fā)明涉及使用各類鋰鹽生產(chǎn)氫氧化鋰溶液所使用的雙極膜電滲析器，其技術(shù)特性如下：1.雙極膜電滲析器為五室形式，分別為陽極室、堿室、酸室、脫鹽室和陰極室，并同時(shí)裝配有雙極膜、陽離子交換膜和陰離子交換膜。2.雙極膜電滲析器的兩側(cè)為陽極室與陰極室，陽極室內(nèi)設(shè)置陽極板，陰極室內(nèi)設(shè)置陰極板。使用電纜將陽極板與直流電源的正極連接，將陰極板與直流電源的負(fù)極連接。3.在陽極室和陰極室之間夾裝膜組，組裝形式為：陽極室框、膜組、陰極室框。4.在雙極膜電滲析器的連續(xù)運(yùn)行過程中，可溶性鋰鹽溶液連續(xù)定量加入到料液平衡槽，從槽底出口得到料液，所述料液經(jīng)料液泵輸送到雙極膜電滲析器，再由平衡閥均分流量給雙極膜組中的各脫鹽室。料液在脫鹽室中形成稀釋液，稀釋液返回到料液緩沖槽。在連續(xù)運(yùn)行過程中，緩沖槽中的液位將略高于平衡槽的液位，液位差使緩沖槽中的稀釋液從槽底開孔返回到平衡槽。隨著鋰鹽溶液的連續(xù)加入，循環(huán)的料液總量持續(xù)增加，導(dǎo)致從緩沖槽的溢流口溢出稀釋液到酸液平衡緩沖槽。實(shí)現(xiàn)料液循環(huán)在連續(xù)運(yùn)行過程中的自適應(yīng)平衡。5.在雙極膜電滲析器的連續(xù)運(yùn)行過程中，稀釋液連續(xù)溢流到酸液平衡槽，稀酸液從槽底出口經(jīng)酸液泵輸送到雙極膜電滲析器，再由平衡閥均分流量給雙極膜組中的酸室。稀酸液在酸室中形成濃酸液，濃酸液返回到酸液緩沖槽。緩沖槽中的液位將略高于平衡槽的液位，液位差使緩沖槽中濃酸液從槽底開孔返回到平衡槽。隨著稀釋液的連續(xù)加入，循環(huán)酸液的總量持續(xù)增加，導(dǎo)致從緩沖槽的溢流口溢出濃酸液。實(shí)現(xiàn)酸液循環(huán)在連續(xù)運(yùn)行過程中的自適應(yīng)平衡。從料液槽溢流到酸液平衡槽中的稀釋液會(huì)夾帶少量鋰離子，這部分鋰離子在酸室中不會(huì)流失，將隨濃酸液一起進(jìn)入到前端配置鋰鹽溶液的工藝中，實(shí)現(xiàn)鋰離子整體循環(huán)收率趨近100％。6.在雙極膜電滲析器的連續(xù)運(yùn)行過程中，去離子水(ro水)連續(xù)定量加入到堿液平衡槽，稀氫氧化鋰溶液從槽底出口經(jīng)酸液泵輸送到雙極膜電滲析器，再由平衡閥均勻流量分配給雙極膜組中的堿室。稀氫氧化鋰溶液在堿室中形成濃氫氧化鋰溶液，濃氫氧化鋰溶液返回到堿液緩沖槽。緩沖槽中的液位將略高于平衡槽的液位，液位差使緩沖槽中濃氫氧化鋰溶液從槽底開孔返回到平衡槽。隨著ro水的連續(xù)加入，循環(huán)的氫氧化鋰溶液總量持續(xù)增加，導(dǎo)致從緩沖槽的溢流口溢出濃氫氧化鋰溶液。實(shí)現(xiàn)堿液循環(huán)在連續(xù)運(yùn)行過程中的自適應(yīng)平衡。所溢流的濃氫氧化鋰溶液進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶工藝，制備電池級(jí)氫氧化鋰。7.將可溶性鋰鹽溶液通過螯合吸附樹脂塔，去除鋰鹽溶液中的鈣、鐵、鎂等離子，形成精制鋰溶液。在樹脂的再生過程中，使用稀酸對(duì)樹脂進(jìn)行酸洗形成氫型樹脂，然后使用雙極膜電滲析工藝所形成的氫氧化鋰溶液對(duì)氫型樹脂進(jìn)行堿洗以形成鋰型樹脂，鋰型樹脂在對(duì)鋰鹽溶液進(jìn)行離子交換吸附時(shí)，鋰鹽溶液中的鈣、鐵、鎂離子被吸附進(jìn)入樹脂中，鋰型樹脂在吸附鈣、鐵、鎂離子的同時(shí)，交換出鋰離子進(jìn)入到鋰鹽溶液，完成精制吸附過程。此方法避免了傳統(tǒng)氫氧化鈉溶液再生后，螯合樹脂在吸附過程中交換出鈉離子，對(duì)精制硫酸鋰溶液形成鈉污染。8.氫氧化鋰溶液通過蒸發(fā)結(jié)晶器進(jìn)行強(qiáng)制蒸發(fā)濃縮，蒸發(fā)器可選擇三效強(qiáng)制蒸發(fā)結(jié)晶器或者mvr(機(jī)械蒸氣再壓縮)蒸發(fā)結(jié)晶器，從蒸發(fā)結(jié)晶器的排鹽角連續(xù)排出一水合氫氧化鋰固體與蒸發(fā)母液的混合物，將混合物過濾，分別得到一水合氫氧化鋰固體與蒸發(fā)母液，一水合氫氧化鋰固體通過洗滌重結(jié)晶形成電池級(jí)氫氧化鋰與洗液。9.將蒸發(fā)母液與洗液混合并通過氣液反應(yīng)器，在反應(yīng)器中與二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)形成碳酸鋰沉降物，沉降物經(jīng)過濾、洗滌干燥后得到高純碳酸鋰。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種利用可溶性鋰鹽溶液制備氫氧化鋰和碳酸鋰的方法，所述方法包括如下步驟：(1)利用可溶性鋰鹽溶液為原料，鋰鹽溶液以lix表示，其中x表示可溶性鋰鹽溶液的陰離子，將所述鋰鹽溶液通過填裝鋰型螯合吸附樹脂的吸附塔，從而對(duì)所述鋰鹽溶液進(jìn)行精制去除鈣離子和鎂離子，然后將所述鋰鹽溶液送入雙極膜電滲析器的脫鹽室，在電場(chǎng)力作用下，鋰鹽溶液中的li+穿過陽膜到達(dá)堿室，與通過雙極膜的水電解所生成的oh-配對(duì)形成氫氧化鋰溶液，鋰鹽溶液中的x-穿過陰膜到達(dá)酸室，與通過雙極膜的水電解所生成的h+配對(duì)形成hx溶液；所述雙極膜電滲析器為五室形式，所述五室為陽極室、堿室、酸室、脫鹽室和陰極室，其中由特種陽離子交換膜、堿室、雙極膜、酸室、陰離子交換膜、脫鹽室、陽離子交換膜按順序多組疊加形成三室形式的膜組，陽極室內(nèi)設(shè)置陽極板，陰極室內(nèi)設(shè)置陰極板，在陽極室和陰極室之間夾裝所述膜組，從而形成雙極膜電滲析器；在所述雙極膜電滲析器的連續(xù)運(yùn)行過程中，分別有四種溶液在雙極膜電滲析器中循環(huán)運(yùn)行，所述四種溶液分別是：料液、酸液、堿液與極液，通過料液平衡緩沖槽實(shí)現(xiàn)料液在所述雙極膜電滲析器的脫鹽室中的穩(wěn)定循環(huán)運(yùn)行，同時(shí)實(shí)現(xiàn)料液量的連續(xù)補(bǔ)充與稀釋液平衡排放；通過酸液平衡緩沖槽實(shí)現(xiàn)酸液在所述雙極膜電滲析器的酸室中的穩(wěn)定循環(huán)運(yùn)行，同時(shí)實(shí)現(xiàn)酸液量的連續(xù)補(bǔ)充與濃酸液的平衡排放；通過堿液平衡緩沖槽實(shí)現(xiàn)堿液在所述雙極膜電滲析器的堿室中的穩(wěn)定循環(huán)運(yùn)行，同時(shí)實(shí)現(xiàn)堿液量的連續(xù)補(bǔ)充與濃堿液平衡排放；直接利用堿液平衡緩沖槽中的堿液緩沖槽中的濃堿液作為極液，實(shí)現(xiàn)極液在所述雙極膜電滲析器的極室中的穩(wěn)定循環(huán)運(yùn)行，此外從所述堿液緩沖槽溢流得到氫氧化鋰溶液；(2)將所述溢流得到的氫氧化鋰溶液通過蒸發(fā)結(jié)晶器進(jìn)行強(qiáng)制蒸發(fā)濃縮，從所述蒸發(fā)結(jié)晶器的排鹽角連續(xù)排出一水合氫氧化鋰固體與蒸發(fā)母液的混合物，將所述混合物過濾，分別得到一水合氫氧化鋰固體與蒸發(fā)母液，所述蒸發(fā)母液為氫氧化鋰溶液；(3)將所述一水合氫氧化鋰固體通過洗滌重結(jié)晶而形成電池級(jí)氫氧化鋰與洗液，所述洗液為氫氧化鋰溶液；(4)將所述蒸發(fā)母液與所述洗液混合并通過氣液反應(yīng)器，在所述反應(yīng)器中與二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)形成碳酸鋰沉降物，將所述碳酸鋰沉降物進(jìn)行過濾、洗滌、干燥，得到高純碳酸鋰。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，基于第一方面所述的方法，其中能夠使用各類鋰鹽溶液為原料制備氫氧化鋰溶液，不同的鋰鹽溶液在雙極膜電滲析器中生成氫氧化鋰溶液的同時(shí)生成不同的酸液。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，基于第一方面所述的方法，其中所述雙極膜電滲析器在陽極室和陰極室之間為陽離子交換膜、堿室、雙極膜、酸室、陰離子交換膜、脫鹽室和陽離子交換膜組合的三室形式的膜組，在陽極側(cè)到陰極側(cè)之間是陽極室、n×(堿室+酸室+脫鹽室)、陰極室，其中n根據(jù)設(shè)計(jì)產(chǎn)量調(diào)整在30-300之間，其中在陽極室與堿室之間安裝耐腐蝕的特種陽離子交換膜，以避免陽極反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的氧原子氧化腐蝕陽離子交換膜而造成膜破損。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，基于第一方面所述的方法，其中所述雙極膜電滲析器的陽極室內(nèi)設(shè)置有陽極板，陰極室內(nèi)設(shè)置有陰極板，所述陽極板為鈦涂氧化銥材質(zhì)，所述陰極板為鈦或者不銹鋼材質(zhì)，所述陽極板通過電纜連接到直流電源的正極，所述陰極板通過電纜連接到直流電源的負(fù)極。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，基于第一方面所述的方法，其中所述平衡緩沖槽為雙槽并聯(lián)設(shè)計(jì)，所述雙槽為平衡槽與緩沖槽，所述平衡槽與所述緩沖槽之間通過槽隔板底部的開孔連通，所述平衡槽的頂部為補(bǔ)充液進(jìn)口，所述平衡槽的底部出口管連接循環(huán)泵，所述緩沖槽的頂部為循環(huán)液進(jìn)口，并在所述緩沖槽的頂部液位處設(shè)置溢流出口。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，基于第五方面所述的方法，其中在將所述鋰鹽溶液通過填裝鋰型螯合吸附樹脂的吸附塔后，將所述鋰鹽溶液送入料液平衡槽中，其中所述鋰鹽溶液由所述料液平衡槽的頂進(jìn)口連續(xù)加入，由所述料液平衡槽的底出口排出料液，所述料液經(jīng)料液泵增壓進(jìn)入所述雙極膜電滲析器的脫鹽室，所述料液在所述雙極膜電滲析器的脫鹽室中失去部分電解質(zhì)，從而得到稀釋液，所述稀釋液由料液緩沖槽的頂進(jìn)口加入，由槽底開孔進(jìn)入料液平衡槽，形成料液循環(huán)，隨所述鋰鹽溶液的加入，料液平衡緩沖槽的液位整體上升，由雙極膜電滲析器返回的所述稀釋液從料液緩沖槽的上部溢流孔溢流到酸液平衡槽。根據(jù)本發(fā)明的第七方面，基于第六方面所述的方法，其中從所述料液緩沖槽中溢流而來的稀釋液由酸液平衡槽的頂進(jìn)口連續(xù)加入，所述酸液平衡槽中的稀酸液由酸液平衡槽的底出口經(jīng)酸液泵增壓進(jìn)入所述雙極膜電滲析器的酸室，在所述雙極膜電滲析器的酸室中形成濃酸液，所述濃酸液由酸液緩沖槽的頂進(jìn)口加入，由槽底開孔進(jìn)入酸液平衡槽，形成酸液循環(huán)，隨著稀釋液的加入，酸液平衡緩沖槽的液位整體上升，所述濃酸液從酸液緩沖槽的液位溢流孔溢流，然后回收使用。根據(jù)本發(fā)明的第八方面，基于第五方面所述的方法，其中從堿液平衡槽的頂進(jìn)口連續(xù)加入去離子水，從所述堿液平衡槽的底出口排出稀堿液，其經(jīng)堿液泵增壓進(jìn)入所述雙極膜電滲析器的堿室，在所述雙極膜電滲析器的堿室中形成濃堿液，其由堿液緩沖槽的頂進(jìn)口加入，并由堿液緩沖槽的底開孔進(jìn)入堿液平衡槽，形成堿液循環(huán)，隨著去離子水的加入，堿液平衡緩沖槽的液位整體上升，所述濃堿液從堿液緩沖槽的液位溢流孔溢流，然后進(jìn)入蒸發(fā)工序。根據(jù)本發(fā)明的第九方面，基于第五方面所述的方法，其中氫氧化鋰溶液由堿液緩沖槽的底出口經(jīng)極液泵增壓進(jìn)入雙極膜電滲析器的電極室，極液由堿液平衡槽的頂進(jìn)口返回，形成極液循環(huán)。根據(jù)本發(fā)明的第十方面，基于第一方面所述的方法，其中在步驟(2)中，將所述氫氧化鋰溶液通過蒸發(fā)結(jié)晶器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，從所述蒸發(fā)結(jié)晶器的排鹽角排出一水合氫氧化鋰固體與蒸發(fā)母液的混合物，將所述混合物離心過濾，分別得到一水合氫氧化鋰固體與蒸發(fā)母液，將所述一水合氫氧化鋰固體經(jīng)過洗滌重結(jié)晶，形成電池級(jí)一水合氫氧化鋰和洗液。根據(jù)本發(fā)明的第十一面，基于第十方面所述的方法，其中將離心過濾所生成的蒸發(fā)母液和洗滌重結(jié)晶過程所生成的洗液，與二氧化碳?xì)怏w在氣液反應(yīng)器里進(jìn)行碳化反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在25℃，反應(yīng)終點(diǎn)ph值控制在12，形成碳酸鋰沉降物，將所述碳酸鋰沉降物進(jìn)行洗滌、過濾和干燥，形成高純碳酸鋰。根據(jù)本發(fā)明的第十二方面，基于第一方面所述的方法，其中在步驟(1)中，所述吸附塔為螯合吸附樹脂塔，將可溶性鋰鹽溶液通過螯合吸附樹脂塔，去除鋰鹽溶液中的鈣、鐵、鎂離子，形成精制鋰溶液，在螯合吸附樹脂的再生過程中，使用稀酸對(duì)樹脂進(jìn)行酸洗以形成氫型樹脂，然后使用雙極膜電滲析工藝所形成的氫氧化鋰溶液對(duì)所述氫型樹脂進(jìn)行堿洗以形成鋰型樹脂，鋰型樹脂在對(duì)可溶性鋰鹽溶液進(jìn)行離子交換吸附時(shí)，鋰鹽溶液中的鈣、鐵、鎂離子被吸附進(jìn)入樹脂中，鋰型樹脂在吸附鈣、鐵、鎂離子的同時(shí)，交換出鋰離子進(jìn)入到鋰鹽溶液，完成精制吸附過程。根據(jù)本發(fā)明的第十三方面，基于第二方面所述的方法，其中使用硫酸鋰溶液生成氫氧化鋰溶液與硫酸溶液，或者使用氯化鋰溶液生成氫氧化鋰溶液與鹽酸溶液。根據(jù)本發(fā)明的第十四方面，基于第一方面所述的方法，其中x為cl-、so42-、no3-或hco3-。根據(jù)本發(fā)明的第十五方面，基于第一方面所述的方法，其中所述特種陽離子交換膜的基層為耐腐蝕的材質(zhì)所制造。根據(jù)本發(fā)明的第十六方面，基于第一方面所述的方法，其中所述耐腐蝕的材質(zhì)為聚四氟乙烯。附圖說明附圖顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，并與上述
發(fā)明內(nèi)容一起，用于進(jìn)一步理解本發(fā)明的技術(shù)主旨。然而，不能將本發(fā)明解釋為限于所述附圖。圖1為本發(fā)明的雙極膜電滲析器的原理圖。圖2為本發(fā)明的雙極膜電滲析器的工作圖。圖3為粗碳酸鋰原料工藝流程圖。圖4為富鋰鹵水原料工藝流程圖。附圖標(biāo)記：1：陽極室2：陰極室3：酸室4：脫鹽室5：堿室具體實(shí)施方式現(xiàn)在對(duì)實(shí)施例進(jìn)行說明。下列實(shí)施例僅出于示例性目的而不旨在限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1使用粗碳酸鋰為原料制備電池級(jí)氫氧化鋰和電池級(jí)碳酸鋰(參見圖3)。1.鋰精礦的加熱球磨精洗工藝采集西藏扎布耶鹽湖的太陽池所生產(chǎn)的鋰精礦(40％-60％粗碳酸鋰)，進(jìn)行破碎，然后進(jìn)行加熱球磨漿洗，并離心過濾，形成精洗礦(粗碳酸鋰)與洗液。精洗礦進(jìn)入硫酸鋰溶液配置工藝，洗液進(jìn)入綜合利用工藝。表1：扎布耶鋰精礦分析表(質(zhì)量百分比含量，％)項(xiàng)目licamgnakfe2o3％10.3710.3720.14516.1430.9960.16項(xiàng)目so42-alsio2cl-co32-酸不溶物％0.680.120.124.1763.692.86表2：扎布耶精洗礦分析表(質(zhì)量百分比含量，％)項(xiàng)目licamgnakfe2o3％17.3780.5220.1870.2080.0910.15項(xiàng)目so42-alsio2cl-co32-酸不溶物％0.230.190.140.0376.63.602.硫酸鋰溶液配制和精制工藝使用稀硫酸溶解精洗礦，充分反應(yīng)，然后過濾形成硫酸鋰溶液，其中控制硫酸鋰溶液中的鋰離子濃度為1.0～1.5mol/l。將硫酸鋰溶液通過填裝鋰型樹脂的螯合吸附樹脂塔，吸附硫酸鋰溶液中的鈣、鐵、鎂等離子，形成精制硫酸鋰溶液。螯合吸附樹脂優(yōu)選為西安藍(lán)曉公司的lsc-500型螯合樹脂。在螯合吸附樹脂的再生過程中，使用稀硫酸對(duì)樹脂進(jìn)行酸洗以形成氫型樹脂，然后使用雙極膜電滲析工藝所形成的氫氧化鋰溶液對(duì)氫型樹脂進(jìn)行堿洗以形成鋰型樹脂。鋰型樹脂在對(duì)硫酸鋰溶液進(jìn)行離子交換吸附時(shí)，鋰鹽溶液中的鈣、鐵、鎂離子被吸附進(jìn)入樹脂中，鋰型樹脂在吸附鈣、鐵、鎂離子的同時(shí)，交換出鋰離子進(jìn)入到鋰鹽溶液，完成精制吸附過程。3.雙極膜電滲析工藝使0.5mol/l的精制硫酸鋰溶液經(jīng)過雙極膜電滲析器，形成1mol/l的硫酸溶液與2mol/l的氫氧化鋰溶液。其中硫酸溶液返回到硫酸鋰溶液配置工藝，氫氧化鋰溶液進(jìn)入mvr蒸發(fā)結(jié)晶工藝。4.mvr(機(jī)械蒸氣再壓縮蒸發(fā)器)蒸發(fā)結(jié)晶工藝使2mol/l的氫氧化鋰溶液通過mvr蒸發(fā)器，在mvr蒸發(fā)器的蒸發(fā)室中濃縮結(jié)晶形成一水合氫氧化鋰。將一水合氫氧化鋰的固液混合物通過蒸發(fā)室底部的排鹽角排出，通過離心過濾形成一水合氫氧化鋰過濾物和氫氧化鋰母液。氫氧化鋰母液用于后端工藝，生產(chǎn)高純碳酸鋰。5.一水合氫氧化鋰的洗滌重結(jié)晶將一水合氫氧化鋰過濾物加入到加熱反應(yīng)釜中，并加入定量去離子水，加熱溶解并攪拌洗滌，然后通過結(jié)晶器冷卻重結(jié)晶，接著過濾，形成精制一水合氫氧化鋰和氫氧化鋰洗液。將精制一水合氫氧化鋰通過干燥、包裝而形成電池級(jí)氫氧化鋰。氫氧化鋰洗液用于后端工藝，生產(chǎn)高純碳酸鋰。6.將氫氧化鋰溶液碳化形成碳酸鋰將mvr蒸發(fā)結(jié)晶工藝中所形成的氫氧化鋰母液與氫氧化鋰洗液混合形成氫氧化鋰溶液，將氫氧化鋰溶液與二氧化碳?xì)怏w通過氣液反應(yīng)器形成碳酸鋰結(jié)晶物，經(jīng)過離心過濾，形成碳酸鋰過濾物和尾液。將碳酸鋰過濾物進(jìn)行洗滌、干燥、包裝，形成電池級(jí)碳酸鋰。尾液進(jìn)入綜合利用工藝。實(shí)施例2以富鋰鹵水為原料制備電池級(jí)碳酸鋰。采集中國青海省一里坪鹽湖的晶間鹵水，通過鹽田自然蒸發(fā)濃縮，形成鉀肥原礦和硼鋰鹵水。對(duì)硼鋰鹵水實(shí)施離子選擇電滲析工藝，形成以下富鋰鹵水。表3：富鋰鹵水的分析表(單位：g/l)項(xiàng)目li+mg2+ca2+cl-so42-k+b3+na+g/l7.665.320.0565.760.162.160.15.821.將富鋰鹵水與鋰堿液反應(yīng)以苛化除鎂將富鋰鹵水與通過后端雙極膜電滲析工藝制備的鋰堿液在加熱反應(yīng)釜中混合反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為60℃，形成氫氧化鎂沉降物，并控制在反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)的混合液中的ph值大于13。將反應(yīng)后的混合液通過板式過濾機(jī)，形成氫氧化鎂中間產(chǎn)品和除鎂鋰溶液。在所述除鎂鋰溶液中，鎂離子濃度低于50ppm。2.對(duì)除鎂鋰溶液調(diào)酸至溶液中性除鎂鋰溶液的ph值約為13，使用通過后端雙極膜電滲析工藝制備的鹽酸溶液對(duì)所述除鎂鋰溶液進(jìn)行酸堿中和，將除鎂鋰溶液的ph值調(diào)整為6.5-7，形成鋰溶液。3.將鋰溶液通過螯合吸附樹脂塔，形成精制鋰溶液將鋰溶液通過螯合吸附樹脂塔，去除中和液中的鈣、鐵、鎂等離子，形成精制鋰溶液。螯合吸附樹脂優(yōu)選為西安藍(lán)曉公司的lsc-500型螯合樹脂。在螯合吸附樹脂的再生過程中，使用后端雙極膜電滲析工藝制備的稀鹽酸對(duì)樹脂進(jìn)行酸洗以形成氫型樹脂，然后使用通過后端雙極膜電滲析工藝制備的鋰堿液對(duì)氫型樹脂進(jìn)行堿洗以形成鋰鈉型樹脂。鋰鈉型樹脂在對(duì)中和液進(jìn)行離子交換吸附時(shí)，中和液中的鈣、鐵、鎂離子被吸附進(jìn)入樹脂中，鋰鈉型樹脂在吸附鈣、鐵、鎂離子的同時(shí)，交換出鋰離子與鈉離子進(jìn)入到中和液，完成精制吸附過程。4.將精制鋰溶液通過雙極膜電滲析器，形成鋰堿液與鹽酸溶液取部分精制鋰溶液通過雙極膜電滲析器，稀釋液返回到精制鋰溶液中，同時(shí)形成氫氧根濃度為2mol/l的鋰堿液(以氫氧化鋰為主并含有氫氧化鈉與氫氧化鉀的混合溶液)與2mol/l濃度的鹽酸溶液。鋰堿液與鹽酸溶液的制備量根據(jù)富鋰鹵水中的鎂離子濃度確定，以滿足富鋰鹵水的苛化除鎂需求。5.精制鋰溶液的蒸發(fā)濃縮確保精制鋰溶液的ph值控制在6.5-7之間(防止蒸發(fā)器結(jié)垢與腐蝕)。使中和液進(jìn)入鈦制三效蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，形成鋰濃縮液(鋰離子濃度高于40g/l)與氯化鈉結(jié)晶。6.將鋰濃縮液與碳酸鈉溶液混合反應(yīng)，生成電池級(jí)碳酸鋰將鋰濃縮液與碳酸鈉溶液在加熱反應(yīng)釜中混合反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為80℃，形成碳酸鋰沉降物。將反應(yīng)后的混合液通過離心過濾機(jī)形成碳酸鋰過濾物和尾液。將碳酸鋰過濾物經(jīng)過洗滌、干燥、包裝，形成電池級(jí)碳酸鋰。當(dāng)前第1頁12