含锂解脱液的分离纯化生产碳酸锂工艺研究.pdfVIP

摘要

随着5G通讯技术和新能源汽车产业的迅猛发展，使得电池级碳酸锂需求量日益

剧增。我国拥有丰富的液体锂矿资源，使用绿色高效的吸附法分离提取锂后会产生大

量的含锂解脱液，其分离纯化至关重要。水盐体系相图是基于热力学相平衡的原理，

预测体系中盐类的相转化规律，可广泛应用于无机盐化工产品生产工艺路线的设计与

优化。本论文以相图为指导，结合电渗析富集浓缩技术，开展含锂解脱液分离纯化生

产电池级碳酸锂分离纯化工艺研究，取得的研究结果如下：

1Li+Na+//SO2--HOLi+Na+//SO2-CO2-

（）以三元体系（，42）和四元体系（，4，3

oo

-HO0C100C1.3g/L0.2g/L

2）在和下的相图为指导，分别对含锂和的两种解脱液

的分离纯化进行了相图分析和物料平衡计算、制订相应的工艺路线，获得含锂1.3g/L

和0.2g/L两种解脱液原料的蒸发、冷冻、加水、沉锂等工艺物料平衡理论计算结果。

在所制订的工艺路线下，含锂1.3g/L和0.2g/L解脱液锂的理论回收率分别可达

90.11%和90.39%。

（2）以相图理论为指导，分别对含锂1.3g/L和0.2g/L解脱液进行分离纯化制备

电池级碳酸锂工艺实验，系统考察蒸发浓缩、冷冻脱硝、加热析锂、碳酸锂纯化等因

素对产品质量的影响规律，确定最佳工艺路线，对产品碳酸锂进行质量分析，考察该

工艺路线的碳酸锂回收率及纯度的影响规律，获取生产LiCO的最佳技术路线。在最

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佳工艺条件下，成功制得电池级碳酸锂，含锂1.3g/L和0.2g/L解脱液锂的回收率分

别为80.43%和74.87%。

3

（）针对两种含锂解脱液矿化度较低，其第一步蒸发浓缩能耗较大的问题，改

进引入电渗析浓缩技术。针对两种含锂解脱液，分别探究了淡浓室体积比对浓缩效果

的影响规律，获取最佳淡浓室体积比并分析电渗析过程中电流密度、电导率、矿化度、

+

Li浓度的变化规律；计算并对比蒸发与电渗析浓缩的能耗。

关键词：含锂解脱液；相图分析；分离纯化；电渗析；碳酸锂

ABSTRACT

Thedemandforbattery-gradelithiumcarbonateisincreasingwiththerapid

developmentof5Gcommunicationtechnologyandthenewenergyautomobileindustry.

Chinahasabundantliquidlithiumresources,andusingagreenandefficientadsorption

methodtoseparateandextractlithiumwillproducealargenumberoflithium-richeluants.

Separationandpurificationforlithium-containingeluantsareessential.Thephasediagram

ofthewater-saltsystemisbasedontheprincipleofthermodynamicphaseequilibriumto

predictthelawofphasetransformationofsaltinthesystem.Itcanbewidelyusedin

de