碳酸锂沉锂工序操作和常见问题的处理方法_韩芳

©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net碳酸锂沉锂工序操作和常见问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 的处理方法韩　芳(新疆昊鑫锂盐开发有限公司　乌鲁木齐830006)摘　要　阐述了在生产碳酸锂过程中沉锂工序的生产工艺原理和操作方法,以及在生产过程中出现的问题和解决方法。关键词　沉锂工序　碳酸锂　温度　浓度　纯碱　完成液1　前　言沉锂工序是生产工业碳酸锂的最后一段工艺。通过完成液(Li2SO4的水溶液)和碱液在容器中按一定比例混合进行沉淀反应产出固相的碳酸锂产品,再通过分离把固相碳酸锂产品与溶有大量的硫酸钠的沉锂母液分开,固相的碳酸锂产品再经过洗涤提纯、烘干去除水分,达到满足客户要求的产品。该工序的主要目的是将物料中的氧化锂最大限度的转化成碳酸锂产品,提高沉锂率和产品提取率,提高金属回收率,从而减少物料消耗,降低生产成本,最终保证产品质量合格,满足客户的要求。生产碳酸锂过程中的原料是:完成液:Li2O浓度在60～68g/L范围内的Li2SO4溶液。工业纯碱:Na2CO3。碱液:浓度在340～360g/L范围内的Na2CO3水溶液。2　沉锂原理沉锂工序是利用碳酸锂在水溶液中的溶解度远远小于硫酸锂和硫酸钠,将完成液中的锂以碳酸锂的形式沉淀下来,从而获得碳酸锂产品,化学反应:Li2SO4+Na2CO3ΔLi2CO3↓+Na2SO4　　　表1　几种化合物的溶解度　　%温度(℃)20406080Li2CO31.331.171.010.85Li2SO434.232.831.930.7Na2SO4-48.845.543.7　　从表1可以看出,三种化合物的溶解度都是随温度升高下降的,但在相同温度下,碳酸锂的溶解度远远小于硫酸锂和硫酸钠。这就是说,要获得较高的沉锂率,在沉锂时要求趋于沸腾的温度,会取得较好的效果。3　沉锂工序的操作和技术要求先取样或用比重计测出完成液的浓度,按计算公式计算完成液加入量。将碱液储槽中过滤好的350g/L左右的碱液加入到沉锂槽,开蒸汽阀加温,待槽内碱液沸腾后,缓慢加入完成液,流速以每分钟加入完成液总量的2%控制,同时,要保持槽内物料温度在95℃以上。完成液加完后,恒温30～40min,取样分析母液中CO32-的浓度,浓度在13～18g/L为合格,过高要补充完成液,过低要补充碱液,达到要求后就可以出料,送下道工序。岗位技术要求:沉锂温度≥95℃,恒温时间≥30min以上,加完成液时间≥50min。4　沉锂过程注意事项⑴温度要达到要求:从质量上来说,温度不够产品包晶程度就大;从成本上来说,温度不够沉锂率低,完成液、碱液的损失就大。⑵用料浓度要达到要求:用料浓度低,单位产品的产出率就低。但母液控制的CO32-,Li2O不变,完成液、碱液的损失就大。反过来,虽然用料浓度高对成本有好处,但浓度太高产品中的杂质也会随之升高。⑶母液的Li2O,CO32-浓度应该是越低越好。Li2O高,说明提取率就低,浪费完成液,CO32-高,说明碱消耗大。但由于复杂的离子效应和溶解度关系,母液中会有一定量的、成比例的Li2O,CO32-浓度。一般CO32-不能低于13g/L,否则Li2O就会超过7g/L。⑷加完成液的速度过快,产出的产品颗粒就相对较小,不利于分离提出产品,还会造成包晶颗粒过多;速度过慢,生产率下降,很不经济。(下转48页)64新　疆　有　色　金　属第5期©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net2.2　混合液蒸发流程物料分布混合液蒸发流程物料分布见表2。表2　混合液蒸发流程物料分布m3或tLi2O浓度(g/L)或(%)Li2O(t)SO42-浓度(g/L)或(%)SO42-(t)苛化液60171.210.12冷冻母液60503.6352.28浓缩液68.57554.8202.4粗品14.5281.5310.09母液130>253.27>552.31粗品23200.8430.09～0.15母液223>602.43>602.16～2.22粗品31.2180.2480.09～0.18终点母液18>602.1990<2.132.3　主要参数对比投入4.8tLi2O产出产品主要参数对比见表3。3　结　论⑴从两种流程的精品和粗品分布情况可以看出,常规流程的精品和一级粗品量占总投入量的一半以上,班产量可达2.8～3t;而混合液蒸发流程的一级粗品量占总投入量的30%,二、三级粗品占总投入量的20%,将其转化为精品会造成母液膨胀,班产量为1.8～2.4t。⑵混合液蒸发流程用新水配料,每天流程进水量为80～90m3,产生的母液要继续用于蒸发槽蒸发,预计蒸汽消耗量要远远大于单独蒸发苛化液的蒸汽节省量。⑶混合液蒸发流程的浓缩液,因SO42-浓度较低,需多次蒸发浓缩才能制得合格的终点母液,因此,所有的蒸发槽呈现满负荷运转。表3　投入4.8tLi2O产出产品主要参数对比精品一级粗品二级粗品三级粗品特母一级母液二级母液终点母液过程提取率%常规流程t或m32.35250.250.15.52.51.218.6Li2O量t0.841.70.070.020.360.190.122.1754.79提取率%7042.936.816.7----混合液蒸发流程t或m3-4.531.2-302318Li2O量t-1.530.840.24-3.272.432.1954.37提取率%-31.925.79.9----参考文献〔1〕石颖.锂盐烧成工艺的理论研究.稀有金属,1985(3).〔2〕奥斯特洛什科.锂的化学与工艺学.中国工业出版社,1963.15～34.〔3〕李铭谦.国外锂铷铯工业.冶金部稀有金属科技情报网.1980.收稿:2009-03-08(上接46页)5　沉锂工序常见的问题和解决方法⑴碱液呈红色或茶色。分析:碱中Fe2O3较高,配碱水是红色,管过底流多,没及时拉,或是碱中的其他原因造成的。处理方法:首先应查看是不是简单的水红或底流没有及时拉掉的原因,如果不是,就应用分析原料纯碱的Fe2O3含量是否超标或简单的取蒸馏水溶解一点纯碱,看是否呈红色或茶色(纯净的烧碱溶液是无色),来简单判断纯碱质量是否正常。Fe2O3较高适当往碱液中加一点烧碱除铁。配碱的水红放掉,待转清后再配碱。底流没拉底流拉空,给二次用,新配的碱液再重新进管过滤。碱中其他原因可以根据实际问题进行分析　　⑵碱液上漂浮杂物、碱液中有大量黑点沉淀物。处理方法:可以断定是碱液管过滤布已有漏洞,要尽快组织人员更换碱液管里的过滤布。⑶完成液浑浊。分析:槽内的完成液已用到底部沉淀物,槽中的完成液已不多,又开始往槽里进完成液,把底部的沉淀物翻了起来,或是完成液管里“跑浑”了。处理方法:停止配料,通过沉降等方式待完成液澄清后再进行沉锂操作。⑷配料时槽中起泡沫。分析:碱液或完成液中的氧化镁等偏高,或者在槽中起了皂化反应。处理方法:一般温度偏小点就能克服。参考文献〔1〕赵启舒.化工 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 .北京:化学工业出版社,1989.〔2〕李青枝.物理化学.昆明:云南教育出版社,1999.收稿:2009-03-2484朱永生　王运其:浅谈氢氧化锂生产过程中两种母液蒸发试验第5期