一种氢氧化钠母液中提纯单水氢氧化锂晶体的工艺方法

马成功

(青海盐湖工业股份有限公司，青海 格尔木 816000)

1 原理及工艺流程

1.1 原理

在氢氧化钠母液中提取氢氧化锂是根据氢氧化锂和氢氧化钠在水中溶解度的不同[1]，二者都属碱性，是强电解质，在水中能够完全电离。但氢氧化钠易溶于水，而氢氧化锂少量溶于水，氢氧化锂的溶解度较小(表1)，且随温度增加溶解度增加不大，适宜低温80 ℃±5 ℃的减压低温蒸发。

表1 氢氧化锂在不同温度下水中的溶解度Tab.1 Solubility of LiOH in water at different temperatures

蒸发结晶后得到氢氧化锂晶体，氢氧化钠、氢氧化锂混合清液进行离心分离，得到单水氢氧化锂晶体，对晶体进行洗涤、提纯获取高纯单水氢氧化锂。离心母液进行二次蒸发浓缩继续提取氢氧化锂以提高产品收率。

1.2 工艺流程

提纯LiOH晶体工艺流程见图1。

图1 提纯LiOH工艺流程图Fig.1 Process flow chart of purifying LiOH

2 影响因素

2.1 蒸发浓缩对单水氢氧化锂晶体提纯的影响

在蒸浓缩过程中注意混合碱液上清液密度，上清液密度保持在1.26 g/cm3～1.290 g/cm3。上清液密度太低不利于氢氧化锂的回收，太高造成蒸发器起沫现象造成泡沫夹带氢氧化锂晶体上浮至冷凝器造成跑料，同时在浆洗过程中不利于锂钠分离。不同浓度氢氧化钠溶液中氢氧化锂饱和溶解度见表2。

表2 不同浓度氢氧化钠溶液中氢氧化锂的饱和溶解度Tab.2 Saturated solubility of LiOH in different concentrations of NaOH solution

蒸发浓缩结晶过程中只要控制好氢氧化钠的浓度，便可以控制后续离心分离中母液氢氧化钠中锂的损失。

2.2 再浆条件对氢氧化锂晶体提纯的影响

将蒸发浓缩后的浆料进行离心分离，得单水氢氧化锂晶体，再进行洗涤提纯，母液在二级蒸发结晶系统中继续进行蒸发浓缩。在对单水氢氧化锂晶体进行提纯过程中分别考虑再浆时间、再浆温度、再浆比例的影响。再浆洗涤时间、再浆温度、再浆比例对钠离子的影响结果见表3、表4、表5。

表3 再浆洗涤时间对钠离子去除的影响Tab.3 Effect of re pulp washing time on Na+ removal

表4 再浆洗涤温度对钠离子去除的影响Tab.4 Effect of re pulp washing temperature on Na+ removal

表5 再浆洗涤洗涤水比例对钠离子去除的影响Tab.5 Effect of washing water ratio on Na+ removal

3 CO2对单水氢氧化锂的影响

CO2与氢氧化锂的反应式为：

单位质量及单位体积内氢氧化锂对CO2的吸收能力较大，根据这一特性氢氧化锂作为吸收剂运用于航天等领域。在此工艺中四次离心洗涤剂干燥过程中氢氧化锂不能直接接触空气影响产品品质，需新增氮气保护装置。

4 结论

1)在氢氧化钠溶液中提纯单水氢氧化锂过程中控制好蒸发结晶上清液密度1.27 g/cm3左右，一级蒸发结晶系统锂收率可以达到95%，二级蒸发结晶系统锂收率可以达到97%。蒸发结晶浓缩饱和度过高蒸发系统起沫。控制好蒸发结晶上清液密度至关重要。

2)蒸发结晶离心后通过3次洗涤，改变洗涤再浆时间、洗涤温度、洗涤水比例对钠离子去除率可达99%。

3)氮气保护装置对单水氢氧化锂纯度影响较大，防止单水氢氧化锂吸收CO2，表面形成Li2CO3及结块。

4)以小试为基础，进行套洗工艺。在再浆洗涤过程中提高锂收率同时钠离子去除率较高，产品未进行干燥，经检测，符合质量产品标准。