本發(fā)明涉及氫氧化鋰生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微粉級(jí)單水氫氧化鋰的生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)：

氫氧化鋰廣泛應(yīng)用于化工原料、冶金、電池工業(yè)、陶瓷、國(guó)防、原子能、航天等行業(yè)，在電池工業(yè)行業(yè)中用于堿性蓄電池添加劑，可以延長(zhǎng)其壽命，增加蓄電量。目前生產(chǎn)單水氫氧化鋰的主要方法是以鋰輝石為原料，經(jīng)過(guò)高溫煅燒轉(zhuǎn)型，酸化焙燒，冷凍分離硫酸鈉，蒸發(fā)、低溫重結(jié)晶等工藝步驟而得。傳統(tǒng)工藝流程生產(chǎn)出的產(chǎn)品是粗顆粒狀，顆粒越大，在電池生產(chǎn)中氫氧化鋰融化越慢，混合不均勻，因此客戶(hù)會(huì)要求產(chǎn)品為微粉狀，顆粒度d50=3-16μm，為此需要研發(fā)一種滿(mǎn)足上述要求的生產(chǎn)工藝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的問(wèn)題，提供一種微粉級(jí)單水氫氧化鋰的生產(chǎn)工藝，該工藝粉碎效率高、產(chǎn)量大，生產(chǎn)出的產(chǎn)品純度高，粒度細(xì)，更有利于電池前驅(qū)體和氫氧化鋰的充分反應(yīng)，能夠滿(mǎn)足客戶(hù)的電池生產(chǎn)的需求。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：提供一種微粉級(jí)單水氫氧化鋰的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：

1）將鋰輝石依次經(jīng)過(guò)煅燒、冷卻、細(xì)磨、加酸反應(yīng)，待加酸反應(yīng)的產(chǎn)物冷卻到≤90℃之后用水調(diào)成漿液，漿液固含量10%-70%，其中煅燒溫度950-1200℃，煅燒后冷卻至60℃以下，細(xì)磨的粒度要求為200目，加酸反應(yīng)中加入濃度98%的硫酸，酸料比=2-4：1；

2）在上述漿液中加入鈣鹽攪拌浸出，所述鈣鹽用水調(diào)成漿液，固含量10%-55%，在浸出槽中的溫度≤60℃，ph≥5，之后使用壓濾機(jī)過(guò)濾，并采用自來(lái)水或者工藝水對(duì)濾餅進(jìn)行漂洗，用壓縮空氣對(duì)濾餅進(jìn)行吹掃，使濾餅含水量≤20%，漂洗水重新返回用于步驟1）調(diào)漿，過(guò)濾清液使用堿性溶液進(jìn)行凈化，調(diào)節(jié)ph值至9-12，并除去過(guò)濾清液中的雜質(zhì)鐵、錳、鋁和鈣，堿性溶液的濃度10%-50%；堿性溶液為

3）將上述過(guò)濾清液再次過(guò)濾，得到凈化液和凈化濾渣，凈化濾渣加水調(diào)成固含量10%-70%的漿液后返回步驟1），凈化液使用氫氧化鈉溶液進(jìn)行苛化，氫氧化鈉濃度為10%-50%，苛化后的溶液ph為11-14，溫度為常溫；

4）將上述苛化后的溶液過(guò)濾，得到苛化液和苛化濾渣，苛化濾渣加水調(diào)成固含量10%-70%的漿液后之后返回步驟2）凈化工序，苛化液中l(wèi)i2o當(dāng)量含量控制在30-75g/l，苛化液經(jīng)過(guò)精密過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，除去鈣離子；

5）過(guò)濾后的苛化液到冷凍車(chē)間冷凍分離出十水硫酸鈉以及氫氧化鋰溶液，冷凍溫度為-5-20℃；

6）十水硫酸鈉通過(guò)蒸發(fā)濃縮提純，加熱取出結(jié)晶水得到無(wú)水硫酸鈉，加熱溫度在200℃-800℃，氫氧化鋰溶液經(jīng)過(guò)精密過(guò)濾器過(guò)濾除掉鈣離子，然后進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，濃縮后的粗品氫氧化鋰溶液依次經(jīng)過(guò)結(jié)晶、離心、重新熱熔、精密過(guò)濾器過(guò)濾，過(guò)濾后再進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶、分離得到氫氧化鋰晶體，通過(guò)盤(pán)式干燥機(jī)加熱得到單水氫氧化鋰，加熱溫度在50℃-150℃；

7）將上述盤(pán)式干燥機(jī)加熱得到的單水氫氧化鋰通過(guò)風(fēng)送設(shè)備輸送至振動(dòng)篩進(jìn)行顆粒篩分，篩分后的物料輸送至真空上料系統(tǒng)進(jìn)行緩沖，并通過(guò)螺旋送料機(jī)將物料間歇送入稱(chēng)重系統(tǒng)，然后卸料至預(yù)混機(jī)；

8）將預(yù)混機(jī)出來(lái)的物料輸送至原料分流系統(tǒng)，原料分流系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)加料儀輸出頻率實(shí)現(xiàn)對(duì)出料的連續(xù)勻速控制，加料儀輸出頻率設(shè)置20-50hz，電流為15a；

9）將上述分流后的物料輸送至負(fù)壓進(jìn)料系統(tǒng)進(jìn)行緩沖后進(jìn)入粉碎系統(tǒng)，控制負(fù)壓進(jìn)料系統(tǒng)壓力在-10~-50kpa，使用惰性氣體通過(guò)超音速?lài)娮靽娚溥M(jìn)行氣流超微粉碎，惰性氣體流速60m3/h，惰性氣體儲(chǔ)氣罐壓力保持0.7mpa；

10）將上述粉碎后的物料輸送至分級(jí)室對(duì)物料進(jìn)行分級(jí)，由變頻控制儀調(diào)整分級(jí)輪轉(zhuǎn)速來(lái)控制物料的粒度，頻率控制在20~50hz，不符合要求粒度的物料返回粉碎系統(tǒng)繼續(xù)粉碎，符合要求粒度的物料進(jìn)入除塵器；

11）符合要求粒度的物料進(jìn)入除塵器，經(jīng)氣固分離后，氣體通過(guò)過(guò)濾處理后進(jìn)入壓縮機(jī)二次增壓循環(huán)使用于粉碎系統(tǒng)，微粉物料通過(guò)攪拌裝置下料至除鐵裝置，控制磁性物質(zhì)不超過(guò)30ppb，達(dá)標(biāo)后下料至包裝機(jī)進(jìn)行微粉氫氧化鋰包裝。

所述步驟2）中的堿性溶液為氧化鈣、氫氧化鈉或氧化鈉溶液。

本發(fā)明微粉級(jí)單水氫氧化鋰的生產(chǎn)工藝與現(xiàn)有技術(shù)相比，粉碎效率高、產(chǎn)量大，生產(chǎn)出的產(chǎn)品純度高，粒度細(xì)，更有利于電池前驅(qū)體和氫氧化鋰的充分反應(yīng)，能夠滿(mǎn)足客戶(hù)的電池生產(chǎn)的需求。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明微粉級(jí)單水氫氧化鋰的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：

1）將鋰輝石依次經(jīng)過(guò)煅燒、冷卻、細(xì)磨、加酸反應(yīng)，待加酸反應(yīng)的產(chǎn)物冷卻到≤90℃之后用水調(diào)成漿液，漿液固含量10%-70%，其中煅燒溫度950-1200℃，煅燒后冷卻至60℃以下，細(xì)磨的粒度要求為200目，加酸反應(yīng)中加入濃度98%的硫酸，酸料比=2-4：1；

2）在上述漿液中加入鈣鹽攪拌浸出，所述鈣鹽用水調(diào)成漿液，固含量10%-55%，在浸出槽中的溫度≤60℃，ph≥5，之后使用壓濾機(jī)過(guò)濾，并采用自來(lái)水或者工藝水對(duì)濾餅進(jìn)行漂洗，用壓縮空氣對(duì)濾餅進(jìn)行吹掃，使濾餅含水量≤20%，漂洗水重新返回用于步驟1）調(diào)漿，過(guò)濾清液使用堿性溶液進(jìn)行凈化，調(diào)節(jié)ph值至9-12，并除去過(guò)濾清液中的雜質(zhì)鐵、錳、鋁和鈣，堿性溶液中堿性物質(zhì)濃度10%-50%；該堿性溶液為氧化鈣、氫氧化鈉或氧化鈉溶液。

3）將上述過(guò)濾清液再次過(guò)濾，得到凈化液和凈化濾渣，凈化濾渣加水調(diào)成固含量10%-70%的漿液后返回步驟1），凈化液使用氫氧化鈉溶液進(jìn)行苛化，氫氧化鈉濃度為10%-50%，苛化后的溶液ph為11-14，溫度為常溫；

4）將上述苛化后的溶液過(guò)濾，得到苛化液和苛化濾渣，苛化濾渣加水調(diào)成固含量10%-70%的漿液后之后返回步驟2）凈化工序，苛化液中l(wèi)i2o當(dāng)量含量控制在30-75g/l，苛化液經(jīng)過(guò)精密過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，除去部分鈣離子；

5）過(guò)濾后的苛化液到冷凍車(chē)間冷凍分離出十水硫酸鈉以及氫氧化鋰溶液，冷凍溫度為-5-20℃；

6）十水硫酸鈉通過(guò)蒸發(fā)濃縮提純，加熱取出結(jié)晶水得到無(wú)水硫酸鈉，加熱溫度在200℃-800℃，氫氧化鋰溶液經(jīng)過(guò)精密過(guò)濾器過(guò)濾除掉部分鈣離子，然后進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，濃縮后的粗品氫氧化鋰溶液依次經(jīng)過(guò)結(jié)晶、離心、重新熱熔、精密過(guò)濾器過(guò)濾，過(guò)濾后再進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶、分離得到氫氧化鋰晶體，通過(guò)盤(pán)式干燥機(jī)加熱得到單水氫氧化鋰，加熱溫度在50℃-150℃；

7）將上述盤(pán)式干燥機(jī)加熱得到的單水氫氧化鋰通過(guò)風(fēng)送設(shè)備輸送至振動(dòng)篩進(jìn)行顆粒篩分，篩分后的物料輸送至真空上料系統(tǒng)進(jìn)行緩沖，并通過(guò)螺旋送料機(jī)將物料間歇式送入稱(chēng)重系統(tǒng)，然后卸料至預(yù)混機(jī)；稱(chēng)重系統(tǒng)設(shè)置有料倉(cāng)，料倉(cāng)設(shè)置有a\b給料螺旋輸送機(jī)，當(dāng)料倉(cāng)的原料量達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉螺旋送料機(jī)，自動(dòng)啟動(dòng)稱(chēng)重系統(tǒng)的a給料螺旋輸送機(jī)，a給料螺旋輸送機(jī)將原料推送至a蝸旋式混料機(jī)，待稱(chēng)重系統(tǒng)計(jì)算數(shù)值達(dá)到有效容積數(shù)值時(shí)，自動(dòng)停止送料，然后自動(dòng)啟動(dòng)b給料螺旋輸送機(jī)，將原料送至b蝸旋式混料機(jī)，待b蝸旋式混料機(jī)達(dá)到額定數(shù)值時(shí)，依次順序自動(dòng)切換至a給料螺旋輸送機(jī)和a蝸旋式混料機(jī)，如此往復(fù)交替，然后卸料至預(yù)混機(jī)；

8）將預(yù)混機(jī)出來(lái)的物料輸送至原料分流系統(tǒng)，原料分流系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)加料儀輸出頻率實(shí)現(xiàn)對(duì)出料的連續(xù)勻速控制，加料儀輸出頻率設(shè)置20-50hz，電流為15a；

9）將上述分流后的物料輸送至負(fù)壓進(jìn)料系統(tǒng)進(jìn)行緩沖后進(jìn)入粉碎系統(tǒng)，控制負(fù)壓進(jìn)料系統(tǒng)壓力在-10--50kpa，使用惰性氣體通過(guò)超音速?lài)娮靽娚溥M(jìn)行氣流超微粉碎，物料在超音速?lài)娚淞髦屑铀傩纬闪鲬B(tài)化狀態(tài)，并在噴嘴交匯處反復(fù)沖擊，碰撞，達(dá)到粉碎效果。粉碎系統(tǒng)開(kāi)機(jī)時(shí)首先用惰性氣體連續(xù)充入系統(tǒng)中將空氣置換掉，主機(jī)內(nèi)部正壓不能大于10-15kpa。隨著系統(tǒng)內(nèi)部置換而補(bǔ)充的惰性氣體來(lái)確保氧含量不能超過(guò)10%，再加上氣體在循環(huán)中產(chǎn)生的熱量及除塵器電磁閥正常工作狀態(tài)下補(bǔ)給系統(tǒng)內(nèi)部的惰性氣體而飽和，所以要不定時(shí)排放多余的惰性氣體直至全系統(tǒng)達(dá)到氧含量測(cè)試設(shè)定的數(shù)值，然后自動(dòng)啟動(dòng)給料裝置，惰性氣體流速60m3/h；惰性氣體儲(chǔ)氣罐壓力保持0.7mpa；生產(chǎn)顆粒度d50=3-16μm時(shí)、產(chǎn)量約600-1000kg/h。

10）將上述粉碎后的物料輸送至分級(jí)室對(duì)物料進(jìn)行分級(jí)，由變頻控制儀調(diào)整分級(jí)輪轉(zhuǎn)速來(lái)控制物料的粒度，頻率控制在20-50hz，轉(zhuǎn)速越高分級(jí)后的物料越細(xì)，不符合要求粒度的物料返回粉碎系統(tǒng)繼續(xù)粉碎，符合要求粒度的物料進(jìn)入除塵器；分級(jí)機(jī)功率7.5kw、電流在5-8a、分級(jí)機(jī)電機(jī)有控制界面變頻調(diào)節(jié)速度，頻率設(shè)置上限50hz、電流為15a；顆粒度d50=3-20μm之間任意可調(diào)。

11）符合要求粒度的物料進(jìn)入除塵器，經(jīng)氣固分離后，氣體通過(guò)ptfe濾袋和應(yīng)急過(guò)濾器精密處理以后進(jìn)入壓縮機(jī)增壓再循環(huán)使用于粉碎系統(tǒng)，微粉物料通過(guò)攪拌裝置下料至除鐵裝置，控制磁性物質(zhì)不超過(guò)30ppb，達(dá)標(biāo)后下料至包裝機(jī)進(jìn)行微粉氫氧化鋰包裝。

技術(shù)特征：

1.一種微粉級(jí)單水氫氧化鋰的生產(chǎn)工藝，其特征在于包括以下步驟：

1）將鋰輝石依次經(jīng)過(guò)煅燒、冷卻、細(xì)磨、加酸反應(yīng)，待加酸反應(yīng)的產(chǎn)物冷卻到≤90℃之后用水調(diào)成漿液，漿液固含量10%-70%，其中煅燒溫度950-1200℃，煅燒后冷卻至60℃以下，細(xì)磨的粒度要求為200目，加酸反應(yīng)中加入濃度98%的硫酸，酸料比=2-4：1；

2）在上述漿液中加入鈣鹽攪拌浸出，所述鈣鹽用水調(diào)成漿液，固含量10%-55%，在浸出槽中的溫度≤60℃，ph≥5，之后使用壓濾機(jī)過(guò)濾，并采用自來(lái)水或者工藝水對(duì)濾餅進(jìn)行漂洗，用壓縮空氣對(duì)濾餅進(jìn)行吹掃，使濾餅含水量≤20%，漂洗水重新返回用于步驟1）調(diào)漿，過(guò)濾清液使用堿性溶液進(jìn)行凈化，調(diào)節(jié)ph值至9-12，并除去過(guò)濾清液中的雜質(zhì)鐵、錳、鋁和鈣，堿性溶液的濃度10%-50%；

3）將上述過(guò)濾清液再次過(guò)濾，得到凈化液和凈化濾渣，凈化濾渣加水調(diào)成固含量10%-70%的漿液后返回步驟1），凈化液使用氫氧化鈉溶液進(jìn)行苛化，氫氧化鈉濃度為10%-50%，苛化后的溶液ph為11-14，溫度為常溫；

4）將上述苛化后的溶液過(guò)濾，得到苛化液和苛化濾渣，苛化濾渣加水調(diào)成固含量10%-70%的漿液后之后返回步驟2）凈化工序，苛化液中l(wèi)i2o當(dāng)量含量控制在30-75g/l，苛化液經(jīng)過(guò)精密過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，除去鈣離子；

5）過(guò)濾后的苛化液到冷凍車(chē)間冷凍分離出十水硫酸鈉以及氫氧化鋰溶液，冷凍溫度為-5-20℃；

6）十水硫酸鈉通過(guò)蒸發(fā)濃縮提純，加熱取出結(jié)晶水得到無(wú)水硫酸鈉，加熱溫度在200℃-800℃，氫氧化鋰溶液經(jīng)過(guò)精密過(guò)濾器過(guò)濾除掉鈣離子，然后進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，濃縮后的粗品氫氧化鋰溶液依次經(jīng)過(guò)結(jié)晶、離心、重新熱熔、精密過(guò)濾器過(guò)濾，過(guò)濾后再進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶、分離得到氫氧化鋰晶體，通過(guò)盤(pán)式干燥機(jī)加熱得到單水氫氧化鋰，加熱溫度在50℃-150℃；

7）將上述盤(pán)式干燥機(jī)加熱得到的單水氫氧化鋰通過(guò)風(fēng)送設(shè)備輸送至振動(dòng)篩進(jìn)行顆粒篩分，篩分后的物料輸送至真空上料系統(tǒng)進(jìn)行緩沖，并通過(guò)螺旋送料機(jī)將物料間歇送入稱(chēng)重系統(tǒng)，然后卸料至預(yù)混機(jī)；

8）將預(yù)混機(jī)出來(lái)的物料輸送至原料分流系統(tǒng)，原料分流系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)加料儀輸出頻率實(shí)現(xiàn)對(duì)出料的連續(xù)勻速控制，加料儀輸出頻率設(shè)置20-50hz，電流為15a；

9）將上述分流后的物料輸送至負(fù)壓進(jìn)料系統(tǒng)進(jìn)行緩沖后進(jìn)入粉碎系統(tǒng)，控制負(fù)壓進(jìn)料系統(tǒng)壓力在-10~-50kpa，使用惰性氣體通過(guò)超音速?lài)娮靽娚溥M(jìn)行氣流超微粉碎，惰性氣體流速60m3/h，惰性氣體儲(chǔ)氣罐壓力保持0.7mpa；

10）將上述粉碎后的物料輸送至分級(jí)室對(duì)物料進(jìn)行分級(jí)，由變頻控制儀調(diào)整分級(jí)輪轉(zhuǎn)速來(lái)控制物料的粒度，頻率控制在20~50hz，不符合要求粒度的物料返回粉碎系統(tǒng)繼續(xù)粉碎，符合要求粒度的物料進(jìn)入除塵器；

11）符合要求粒度的物料進(jìn)入除塵器，經(jīng)氣固分離后，氣體通過(guò)過(guò)濾處理后進(jìn)入壓縮機(jī)二次增壓循環(huán)使用于粉碎系統(tǒng)，微粉物料通過(guò)攪拌裝置下料至除鐵裝置，控制磁性物質(zhì)不超過(guò)30ppb，達(dá)標(biāo)后下料至包裝機(jī)進(jìn)行微粉氫氧化鋰包裝。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述步驟2）中的堿性溶液為氧化鈣、氫氧化鈉或氧化鈉溶液。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開(kāi)一種微粉級(jí)單水氫氧化鋰的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：1）將鋰輝石依次經(jīng)過(guò)煅燒、冷卻、細(xì)磨、加酸反應(yīng)之后調(diào)漿；2）在上述漿液中加入鈣鹽攪拌浸出；3）將上述過(guò)濾清液再次過(guò)濾，過(guò)濾清液使用堿性溶液進(jìn)行凈化；4）將上述苛化后的溶液過(guò)濾；5）過(guò)濾后的苛化液到冷凍車(chē)間冷凍分離出十水硫酸鈉以及氫氧化鋰溶液；6）十水硫酸鈉通過(guò)蒸發(fā)濃縮提純；7）篩分稱(chēng)重；8）分流；9）粉碎；10）分級(jí)；11）包裝。本發(fā)明粉碎效率高、產(chǎn)量大，生產(chǎn)出的產(chǎn)品純度高，粒度細(xì)，更有利于電池前驅(qū)體和氫氧化鋰的充分反應(yīng)，能夠滿(mǎn)足客戶(hù)的電池生產(chǎn)的需求。

技術(shù)研發(fā)人員：何開(kāi)茂;何東利;汪梨超;伍震洲;吳金友;胡見(jiàn)平;譚培淵

受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣西天源新能源材料有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2019.12.24

技術(shù)公布日：2020.07.24