一種高純無水氯化鋰的制備方法

專利名稱：一種高純無水氯化鋰的制備方法
技術領域：
本發明屬于無機鹽化工領域，尤其涉及一種高純無水氯化鋰的制備方法。
二背景技術：
氯化鋰是一種重要的鋰鹽產品，除了用于空調除濕劑、漂白粉、殺蟲劑、 合成纖維、制藥工業、鋰電池、金屬合金焊接劑、電解助熔劑外，還是生產金 屬鋰的唯一原料。而金屬鋰不僅是國防工業極為重要的戰略物資之一，同時也 是一種與人類日常生活息息相關的重要金屬元素，目前，高純度的無水氯化鋰 是較為緊缺的一類無機鹽，應用前景廣闊，高純無水氯化鋰的制備方法有如下 幾種碳酸鋰或氫氧化鋰轉化法、氫氧化鋰氯化法、離子交換吸附法、鹽析法 等，其中碳酸鋰或氫氧化鋰轉化法是制備和生產氯化鋰的最主要的方法，該法 以成品碳酸鋰或氫氧化鋰與鹽酸反應生成氯化鋰，經一系列分離、洗滌、濃縮、 結晶、干燥步驟后得到氯化鋰。而其它方法僅限于實驗研究，尚無工業生產， 但無論哪種制備方法均存在原料成本高、雜質鉀鈉難分離的問題，國內外學者 或采用離子交換，或采用溶劑萃取分離鉀鈉雖分離效果理想，但生產成本高， 經濟上不合理。
三
發明內容
本發明的目的是針對目前國內外高純無水氯化鋰生產技術的不足而設計的 一種以低鎂高鉀鈉含氯化鋰鹵水為原料生產高純無水氯化鋰的方法，該方法最 為核心的關鍵技術是氯化鋰與微量鉀鈉的分離技術。本發明擬采取的技術方案 是 一種高純無水氯化鋰的制備方法,其特征在于以低鎂高鉀鈉含氯化鋰鹵水 為原料，先加入氫氧化鈉和氯化鋇經攪拌過濾除去大量的Mg"和SO/—，母液中
再加入碳酸鈉經攪拌過濾除去微量Mg2+、 Ca2+、 Ba2+，得到精制母液，對精制母 液進行蒸發，除去大量氯化鉀和氯化鈉，母液經過噴霧干燥獲得含氯化鋰60 95%的高鋰混鹽，該高鋰混鹽中加入低碳有機溶劑經攪拌萃取氯化鋰，常溫攪 拌10 60分鐘，過濾除去鉀鈉鹽，母液經減壓蒸餾后獲得純度在99.5%以上 的高純無水氯化鋰，低碳有機溶劑蒸汽經過冷凝后進入循環，低碳有機溶劑包 括無水乙醇、無水甲醇、正丙醇、丙酮、吡啶等，加入低碳有機溶劑量為固(重
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量)液(體積)比為l: 1 1: 10，真空蒸餾溫度在50 100。C，壓力為-0. l
-0.6MPa，蒸餾時間為1 4小時。下面對本發明做進一步說明
1、 在低鎂高鉀鈉含氯化鋰鹵水中先后加入氫氧化鈉，氯化鋇，經攪拌使鎂 離子和硫酸根離子沉淀，然后加入一定量的碳酸鈉溶液沉淀Ca2+， Ba2+，過濾分 離沉淀物，得到精制氯化鋰母液；
Mg2++20H——Mg (OH) 2 I
Ba2++S042 — BaS04 I
Ca2++C032——CaC03 I
Ba2++CO:,2——Ba C03 I
2、 得到的精制氯化鋰母液為Li， Na， K〃C1-H20四元體系溶液，根據Li， Na， K〃C1-H20 2 5。C四元水鹽體系相圖，氯化鋰相區很小，表明氯化鋰溶解度 很大，因此將該母液蒸發至接近共飽和點分離出大量的氯化鈉和氯化鉀，將母 液噴霧干燥得到含有NaCl、KCl、LiCl的高鋰混鹽，其中LiCl含量在60 95%;
3、 將獲得的高鋰混鹽加入一定量的低碳有機溶劑溶液中攪拌，固(重量) 液(體積)比為l: 1 1: 10，常溫攪拌10 60分鐘，然后密閉過濾除去固體 氯化鈉和氯化鉀，母液中含氯化鋰和低碳有機溶劑溶液，母液轉入真空蒸餾釜 進行減壓蒸餾，蒸餾溫度在50 100°C，壓力為-O. l -0. 6MPa，蒸餾時間為l 4小時；操作過程要求密閉，不得與水接觸；
4、 步驟3所得的固體產品為高純無水氯化鋰，低碳有機溶劑蒸汽經過冷 凝后循環利用，無水氯化鋰產品純度在99. 5以上，Na+K的質量含量<0. 01%, 含水量<0.03%，產品符合GB10575-89工業零級標準；
本發明并不是從去除微量鉀鈉雜質的角度來提純氯化鋰，而是通過使用低 碳有機溶劑萃取氯化鋰的方法實現氯化鋰和低微含量鉀鈉的有效分離和純化， 從而跳出了傳統的思維方式，實現了創新，不僅節約了大量的能耗，成本低， 工藝簡單，而且操作簡便，易于工業化實施，無三廢污染。
四

圖1為高純無水氯化鋰制備工藝流程圖
圖2為Li， Na， K〃C1-H20 25°C四元水鹽體系25°C相圖 五具體實施方式
實施例1
在低鎂高鉀鈉含氯化鋰鹵水中先加入氫氧化鈉，氯化鋇，經攪拌使鎂離子 和硫酸根離子沉淀，得到含氯化鋰的母液；再加入一定量的碳酸鈉溶液，進行 過濾分離除去微量的Ca2+， B,離子，得到精制氯化鋰母液，將該母液蒸發至接 近共飽和點分離出大量的氯化鈉和氯化鉀，將母液噴霧干燥得到含有NaCl、 KC1、 LiCl的高鋰混鹽，其中LiCl含量在60 95%，稱取干燥鋰混鹽100g，其 中氯化鋰93. 18%,氯化鈉2.87%，氯化鉀3.92%，加入150ml無水乙醇中，在 密閉條件下，常溫攪拌60分鐘后過濾，獲得氯化鋰的濾液；將濾液移至真空 蒸餾釜，在50。C保溫，真空壓力0.6MPa，蒸餾1小時后，得到氯化鋰純度為 99. 62%的高純無水氯化鋰產品88. 18克。
實施例2
在低鎂高鉀鈉含氯化鋰鹵水中先加入氫氧化鈉，氯化鋇，經攪拌使鎂離子 和硫酸根離子沉淀，得到含氯化鋰的母液；再加入一定量的碳酸鈉溶液，進行 過濾分離除去微量的Ca2+， Ba2+離子，得到精制氯化鋰母液，將該母液蒸發至接 近共飽和點分離出大量的氯化鈉和氯化鉀，將母液噴霧干燥得到含有NaCl、 KC1、 LiCl的高鋰混鹽，其中LiCl含量在60 95。/。，稱取干燥鋰混鹽100g，其 中氯化鋰93. 18%，氯化鈉2.87%，氯化鉀3.92%，加入300ml無水乙醇和50ml 丙酮混合液中，在密閉條件下，常溫攪拌30分鐘后過濾，獲得氯化鋰的濾液； 將濾液轉移至真空蒸餾釜，在10(TC保溫，真空壓力O. lMPa，蒸餾2小時后， 得到氯化鋰純度為99. 74%的高純無水氯化鋰產品89. 22克。
實施例3
在低鎂高鉀鈉含氯化鋰鹵水中先加入氫氧化鈉，氯化鋇，經攪拌使鎂離子 和硫酸根離子沉淀，得到含氯化鋰的母液；再加入一定量的碳酸鈉溶液，進行 過濾分離除去微量的Ca B,離子，得到精制氯化鋰母液，將該母液蒸發至接
近共飽和點分離出大量的氯化鈉和氯化鉀，將母液噴霧干燥得到含有NaCl、 KC1、 LiCl的高鋰混鹽，其中LiCl含量在60 95%，稱取干燥鋰混鹽100g，其 中氯化鋰93. 18%，氯化鈉2. 87%，氯化鉀3. 92%,加入850ml無水乙醇和150ml 甲醇混合液中，在密閉條件下，常溫攪拌10分鐘后過濾，獲得氯化鋰的濾液; 將濾液轉移至真空蒸餾釜，在10(TC保溫，真空壓力0.3MPa，蒸餾4小時后， 得到氯化鋰純度為99. 68%的高純無水氯化鋰產品89. 63克。
實施例4
在低鎂高鉀鈉含氯化鋰鹵水中先加入氫氧化鈉，氯化鋇，經攪拌使鎂離子 和硫酸根離子沉淀，得到含氯化鋰的母液；再加入一定量的碳酸鈉溶液，進行 過濾分離除去微量的Ca2+， Ba2+離子，得到精制氯化鋰母液，將該母液蒸發至接 近共飽和點分離出大量的氯化鈉和氯化鉀，將母液噴霧干燥得到含有NaCl、 KC1、 LiCl的高鋰混鹽，其中LiCl含量在60 95。/0，稱取干燥鋰混鹽100g，其 中氯化鋰93. 18%，氯化鈉2.87%，氯化鉀3.92%，加入500ml甲醇和150ml丙 酮混合液中，在密閉條件下，常溫攪拌50分鐘后過濾，獲得氯化鋰的濾液； 將濾液轉移至真空蒸餾釜，在8(TC保溫，真空壓力0.5MPa，蒸餾3小時后， 得到氯化鋰純度為99. 63%的高純無水氯化鋰產品89. 12克。
權利要求
1、一種高純無水氯化鋰的制備方法，其特征在于以低鎂高鉀鈉含氯化鋰鹵水為原料，先加入氫氧化鈉和氯化鋇經沉淀除去大量的Mg2+和SO42-，母液中再加入碳酸鈉經攪拌過濾除去微量Mg2+、Ca2+、Ba2+，過濾沉淀物得到精制母液，對精制母液進行蒸發，過濾除去氯化鉀和氯化鈉，母液經過噴霧干燥獲得含氯化鋰60～95％的高鋰混鹽，該高鋰混鹽中加入低碳有機溶劑經攪拌萃取氯化鋰，常溫攪拌10～60分鐘，過濾除去鉀鈉鹽，母液經減壓蒸餾后獲得純度在99.5％以上的高純無水氯化鋰，低碳有機溶劑蒸汽經過冷凝后進入循環，低碳有機溶劑包括無水乙醇、無水甲醇、正丙醇、丙酮、吡啶等，加入低碳有機溶劑量為固(重量)液(體積)比為1∶1～1∶10，真空蒸餾溫度在50～100℃，壓力為-0.1～-0.6MPa，蒸餾時間為1～4小時。
全文摘要
本發明屬于無機鹽化工領域，尤其涉及一種高純無水氯化鋰的制備方法，該法以高鉀鈉含氯化鋰鹵水為原料，加入氫氧化鈉和氯化鋇經攪拌過濾除去大量的Mg²⁺和SO₄^2-，再加入碳酸鈉除去微量Mg²⁺、Ca²⁺、Ba²⁺，經過濾得到精制母液，對精制母液進行蒸發，過濾除去氯化鉀和氯化鈉，母液經過噴霧干燥獲得含氯化鋰60～95％的高鋰混鹽，該高鋰混鹽中加入低碳有機溶劑經攪拌萃取氯化鋰，過濾除去鉀鈉鹽，母液經減壓蒸餾后獲得純度在99.5％以上的高純無水氯化鋰，本發明適用于目前所有低鎂含鋰鹽湖提取氯化鋰工藝以及固體鋰礦加工后的母液提取氯化鋰，工藝簡單，成本低，而且操作簡單，易于工業化實施，無三廢污染。
文檔編號C01D3/00GK101172624SQ200710137549
公開日2008年5月7日 申請日期2007年8月6日 優先權日2007年8月6日
發明者吳小王, 李隴崗, 楊建元 申請人:青海中信國安科技發展有限公司