CN112723394A - 一种盐湖碳酸锂生产中高浓度氯化锂溶液中除硼的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盐湖碳酸锂生产中高浓度氯化锂溶液中除硼的方法，包括以下步骤：将N个吸附柱依次串联连接，形成流向相同且可循环运转的吸附除硼组、水顶料组、解析组和顶水组；分别将待处理料液、纯水、解析液、除硼合格料液输入至前述吸附柱组中，同时进行吸附除硼、水顶料、解析和顶水工序；然后通过切换吸附柱上的控制阀使完成吸附除硼的吸附柱进入水顶料工序，完成水顶料的吸附柱进入解析工序，完成解析的吸附柱进入顶水工序，完成顶水的吸附柱进入吸附除硼工序，每一吸附柱都顺序依次完成四个工序，循环进行；其中解析工序依次经过酸再生、碱转型和水洗碱。本方法能连续除硼，效率高，效果好，且避免了氯化锂溶液和水的浪费。
Description
技术领域
本发明属于化工除硼技术领域，具体为一种盐湖碳酸锂生产中高浓度氯化锂溶液中除硼的方法。
背景技术
盐湖中除富含钠、钾、镁等主要成分外，还有硼、锂等重要矿物也相当丰富。我国的盐湖资源在世界上是非常富有的，比美国、俄罗斯等大国都有优势，一是数量多、规模大，二是埋藏比较浅。因此从盐湖中提取锂并进行碳酸锂的生产，优势较为明显。
在碳酸锂生产过程中，首先需要从盐湖卤水中将锂提取出来形成氯化锂溶液，然而由于盐湖的组成成分使得氯化锂溶液中含有大量的钠、硼等杂质，使得生产的碳酸锂产品中硼含量超标，无法达到要求。因此需要提前去除氯化锂溶液中的钠、硼等杂质，但是由于硼的特性原因使得硼在氯化锂溶液中很难彻底去除，只能够降低碳酸锂原料中的硼含量，且在盐湖碳酸锂生产过程中硼的除杂通用手段为膜进行分离，但由于膜的特性无法做到稳定去除以有效降低硼含量。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种盐湖碳酸锂生产中高浓度氯化锂溶液中除硼的方法，以解决上述背景技术中提出的问题，本发明通过利用吸附法从氯化锂溶液中除硼可以做到连续稳定的效果，硼含量降低较为明显。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种盐湖碳酸锂生产中高浓度氯化锂溶液中除硼的方法，包括以下步骤：
步骤一：将N个吸附柱依次串联连接，形成流向相同且可循环运转的四组吸附柱组，依次为吸附除硼组、水顶料组、解析组和顶水组；
步骤二：将待处理的料液通入至吸附除硼组，将纯水输入至水顶料组，将解析液输入至解析组，将除硼合格后的料液输入至顶水组，分别同时进行吸附除硼、水顶料、解析和顶水四个工序；
步骤三：当步骤二结束后，通过切换吸附柱上的控制阀使完成吸附除硼的吸附柱进入水顶料工序，完成水顶料的吸附柱进入解析工序，完成解析的吸附柱进入顶水工序，完成顶水的吸附柱进入吸附除硼工序，每一吸附柱都顺序依次完成四个工序，如此周而复始地进行；
所述解析工序为先酸再生后碱转型最后水洗碱。
上述过程中，吸附除硼组是利用吸附柱的吸附性能将高浓度氯化锂溶液中的硼吸附，以达到去除硼、高效降低硼含量目的；水顶料组是利用水(密度为1000kg/m3)与高浓度氯化锂溶液(密度为1124kg/m3)比重的不同，将高浓度氯化锂溶液根据其浓度的高低回收，避免高浓度氯化锂溶液的浪费；解析组是通过酸再生和碱转型使得吸附柱的除硼性能恢复至原先状态，具体地，酸再生的作用是置换吸附柱内的硼，碱转型的作用是恢复吸附柱的性能，水洗碱的作用是调节吸附柱内的pH，保证通过吸附柱进出口的氯化锂溶液pH一致，不影响后续电池级碳酸锂的质量；顶水组是利用合格的高浓度氯化锂溶液将水洗碱后吸附柱内存在的纯水顶出回收，减少纯水的损耗，且降低顶水组吸附柱进入吸附除硼组后的浓度差。
进一步地，所述待处理的料液为200-1000ppm硼含量的高浓度氯化锂溶液，所述除硼合格后的料液为2-10ppm硼含量的高浓度氯化锂溶液。
进一步地，所述吸附除硼组的进料流速为7-15m3/h，温度为15-30℃。
进一步地，所述水顶料组的进料流速为0.8-2m3/h。
进一步地，所述酸再生为：输入稀盐酸将完成水顶料的吸附柱内存在的水顶出，并将吸附柱内吸附的硼全部解析出来，去除吸附柱内吸附的硼，其中顶出的水可进行回收用于水顶料；
所述碱转型为：输入稀碱将吸附柱内的稀盐酸中和，并使得吸附柱转型，恢复吸附柱的除硼性能至原先状态；
所述水洗碱为：输入纯水，降低吸附柱内的pH。
进一步地，所述稀盐酸，质量分数为3％-5％，用量为0.04-0.08m3/次，进料流速为100-240L/h；
所述稀碱，质量分数为2％-3％，用量为0.015-0.04m3/次，进料流速为50-200L/h；
所述水洗碱中的纯水，进料流速为1-3m3/h。
进一步地，所述顶水组的进料流速为0.5-1.5m3/h。
进一步地，所述吸附除硼组输出的合格的高浓度氯化锂溶液被输送至后端工艺阶段制备碳酸锂。
进一步地，所述水顶料组输出的不同浓度的高浓度氯化锂溶液被输送至前端不同的工艺阶段。
进一步地，所述吸附除硼组的吸附柱为N1个，所述水顶料组的吸附柱为N2个，所述解析组的吸附柱为N3个，所述顶水组的吸附柱为N4个，其中所述N＝N1+N2+N3+N4，N1≥4，N2≥3，N3≥4，N4≥1。
进一步地，所述控制阀为电磁阀，用于周期性控制液体流动方向。
进一步地，所述吸附柱为具有大孔结构的硼去除专用树脂，树脂型号为LSC-800。
具体地，本发明方法在应用时具体运作过程如下：
吸附除硼组：N1个吸附柱串联运行，N1≥4；
水顶料组：N2个吸附柱串联运行，N2≥3；
解析组：N3个吸附柱串联运行，N3≥4；
顶水组：N4个吸附柱串联运行，N4≥1；
在同一时间段内，N1个吸附柱吸附除硼；N2个吸附柱水顶料，回收高浓度氯化锂溶液；N3个吸附柱解析，去除吸附柱吸附的硼并恢复其吸附性能；N4个吸附柱顶水，回收纯水。每个吸附柱进行周期性的循环交替，也就是每一切换时四个组中的一个吸附柱切换至相应下一个组中，以达到连续的目的。
将温度为15-30℃、硼含量为200ppm-1000ppm的高浓度氯化锂溶液以7-15m3/h的流速匀速输入至吸附除硼组中，进行吸附除硼。具体地，高浓度氯化锂溶液从第一个吸附柱上部流入，与树脂进行充分交换后，一部分硼被第一个吸附柱吸附，被第一次除硼的高浓度氯化锂溶液从第一个吸附柱下部流出，再从第二个吸附柱的上部流入至第二个吸附柱内，进行第二次硼吸附，被第二次除硼的高浓度氯化锂溶液从第二个吸附柱下部流出，依次流经第N1个吸附柱后，从第N1个吸附柱下部流出，硼含量为2ppm-10ppm的高浓度氯化锂溶液被收集，或直接被输送至后端工艺阶段制备碳酸锂。在吸附除硼时，当第一个吸附柱的吸附容量达到饱和后将其切换至水顶料组，具体地，当吸附柱流出的高浓度氯化锂溶液与流入的高浓度氯化锂溶液一致时，吸附柱即达到吸附容量饱和状态。
将纯水以0.8-2m3/h的流速匀速输入至水顶料组中，进行高浓度氯化锂溶液的回收。具体地，纯水从第一个吸附柱上部流入，将第一个吸附柱中的高浓度氯化锂溶液顶出，再经过第一个吸附柱的下部及第二个吸附柱的上部流入至第二个吸附柱内，将第二个吸附柱中的高浓度氯化锂溶液顶出，纯水依次流经第N2个吸附柱后，从第N2个吸附柱下部流出，被顶出的不同浓度的高浓度氯化锂溶液被收集，或直接被输送至前端不同的工艺阶段，进行回收再利用。在水顶料时，当第一个吸附柱内高浓度氯化锂溶液被顶完后将其切换至解析组。
将3％-5％的稀盐酸以100-240L/h的流速匀速输入至解析组中，进行酸再生；将2％-3％的稀碱以50-200L/h的进料流速匀速输入至解析组中，进行碱转型，将纯水以1-3m3/h的进料流速匀速输入至解析组中，进行水洗碱，最终使得吸附柱的除硼性能复原。具体地，将纯水以1-3m3/h的流速匀速从第一个吸附柱上部流入，从下部流出至第二个吸附柱上部，再从第二个吸附柱下部流出，依次流经第N3个吸附柱后，从第N3个吸附柱下部流出。与此同时，部分纯水被输送至与第N3个吸附柱上部相连的管道中，与以100-240L/h的流速匀速输入到该管道的浓盐酸混合，在管道中，纯水将浓盐酸稀释至3％-5％。与此同时，部分纯水被输送至与第二个吸附柱上部相连的管道中，与以50-200L/h的流速匀速输入至该管道的浓碱混合，在管道中，纯水将浓碱稀释至2％-3％。管道中混合稀释浓酸或浓碱，操作简单，安全易控。酸再生时，将稀盐酸以100-240L/h的进料流速匀速从第N3个吸附柱上部流入将第N3个吸附柱内的纯水顶出回收至纯水罐，当顶出的水中含有稀盐酸时，第N3个吸附柱开始解析吸附的硼，解析出的硼从第N3个吸附柱的下部流出排至地沟，当稀盐酸中的硼浓度降低后，第N3个吸附柱的酸再生完成，被切换至碱转型工序，成为第N3-1个吸附柱进行碱转型。碱转型时，将稀碱以50-200L/h的进料流速匀速从第二个吸附柱的上部流入，从第二个吸附柱下部流出至第三个吸附柱的上部，再从第三个吸附柱下部流出，经过第N3-1个吸附柱，中和流经的吸附柱中的稀盐酸，当稀碱经第N3-1个吸附柱的下部流出时，第二个吸附柱的碱转型完成，被切换至水洗碱工序，成为第一个吸附柱进行水洗碱。将纯水以1-3m3/h的流速匀速输入至第一个吸附柱中，将第一个吸附柱内的稀碱冲洗出来，降低第一个吸附柱内的pH，纯水从第一个吸附柱下部流出，经第二个吸附柱的上部流入至第二个吸附柱内，将第二个吸附柱内的稀碱冲洗出来，降低第二个吸附柱内的pH，依此过程进行，直至从第N3个吸附柱下部流出。在解析时，当第一个吸附柱内的pH被降低到一定值后，将其切换至顶水组。
将除硼合格后的高浓度氯化锂溶液以0.5-1.5m3/h的流速匀速输入至顶水组中，进行水回收和降浓度差。具体地，除硼合格后的高浓度氯化锂溶液从第一个吸附柱下部流入，将第一个吸附柱中存在的纯水顶出，除硼合格后的高浓度氯化锂溶液从第一个吸附柱上部流出，经第二个吸附柱的下部流入至第二个吸附柱内，将第二个吸附柱中存在的纯水顶出，除硼合格后的高浓度氯化锂溶液依次流经第N4个吸附柱后，从第N4个吸附柱上部流出，被顶出的纯水被回收至回收水罐，以便再利用。在顶水时，当第一个吸附柱内纯水被顶完后将其切换至吸附除硼组，以便继续吸附。
以上吸附除硼组、水顶料组、解析组和顶水组的工作过程同步开展，并且周期性地进行控制阀的切换。每个吸附柱经过一周期的循环，完成以上所有步骤(在此一周期的循环定义为：针对一个吸附柱而言，全部进行完吸附除硼组、水顶料组、解析组和顶水组的整个过程。举例说明：一共有十二个吸附柱，吸附除硼组四个，水顶料组三个，解析组四个，顶水组一个。一个周期即指吸附除硼组中的一个吸附柱分别进行完吸附除硼组的四个阶段，水顶料组三个阶段，解析组的四个阶段，顶水组的一个阶段。)。其中吸附除硼组、水顶料组和解析组的所有进料介质均从吸附柱上部进入，而顶水组的进料介质从吸附柱下部进入，避免压差过高不利于连续吸附。
本发明有益效果是：
本发明提供的一种盐湖碳酸锂生产中高浓度氯化锂溶液中除硼的方法，采用连续吸附法通过串联吸附柱对高浓度氯化锂溶液中的杂质硼进行吸附，且通过合理分配各组中的吸附柱的个数、各流速的大小，最大限度地提高吸附柱的吸附除硼效率。将高浓度氯化锂溶液中的硼含量从200ppm-1000ppm降低至2-10ppm，不仅达到去除高浓度氯化锂溶液中硼的目的，而且高浓度氯化锂溶液中的硼含量远低于电池级碳酸锂的质量要求200ppm以下，用2-10ppm的低硼氯化锂溶液进行碳酸锂的制备，进一步提升了碳酸锂产品质量。通过利用3％-5％的稀盐酸和2％-3％的稀碱去除串联吸附柱中吸附的硼，并恢复串联吸附柱的吸附除硼性能，以便于再次吸附除硼，可达到连续稳定除硼的效果。另外本发明通过水顶料和顶水工艺有效的避免了氯化锂溶液和水的浪费，使得锂回收率能达到98％-100％，水回收率能达到85％以上。
附图说明
图1为本发明实施例1切换前流程示意图；
图2为本发明实施例1切换后流程示意图。
图中序号：
1、第一吸附柱；2、第二吸附柱；3、第三吸附柱；4、第四吸附柱；5、第五吸附柱；6、第六吸附柱；7、第七吸附柱；8、第八吸附柱；9、第九吸附柱；10、第十吸附柱；11、第十一吸附柱；12、第十二吸附柱；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种盐湖碳酸锂生产中高浓度氯化锂溶液中除硼的方法，包括以下步骤：
步骤一：将N个吸附柱依次串联连接，形成流向相同且可循环运转的四组吸附柱组，依次为吸附除硼组、水顶料组、解析组和顶水组；
步骤二：将待处理的料液通入至吸附除硼组，将纯水输入至水顶料组，将解析液输入至解析组，将除硼合格后的料液输入至顶水组，分别同时进行吸附除硼、水顶料、解析和顶水四个工序；
步骤三：当步骤二结束后，通过切换吸附柱上的控制阀使完成吸附除硼的吸附柱进入水顶料工序，完成水顶料的吸附柱进入解析工序，完成解析的吸附柱进入顶水工序，完成顶水的吸附柱进入吸附除硼工序，每一吸附柱都顺序依次完成四个工序，如此周而复始地进行；
解析工序为先酸再生后碱转型最后水洗碱。
具体地，待处理的料液为200-1000ppm硼含量的高浓度氯化锂溶液，除硼合格后的料液为2-10ppm硼含量的高浓度氯化锂溶液。
具体地，吸附除硼组的进料流速为7-15m3/h，温度为15-30℃。
具体地，水顶料组的进料流速为0.8-2m3/h。
具体地，酸再生为：输入稀盐酸将完成水顶料的吸附柱内存在的水顶出，并将吸附柱内吸附的硼全部解析出来，去除吸附柱内吸附的硼，其中顶出的水可进行回收用于水顶料；碱转型为：输入稀碱将吸附柱内的稀盐酸中和，并使得吸附柱转型，恢复吸附柱的除硼性能至原先状态；水洗碱为：输入纯水，降低吸附柱内的pH。
具体地，稀盐酸，质量分数为3％-5％，用量为0.04-0.08m3/次，进料流速为100-240L/h；稀碱，质量分数为2％-3％，用量为0.015-0.04m3/次，进料流速为50-200L/h；水洗碱中的纯水，进料流速为1-3m3/h。
具体地，顶水组的进料流速为0.5-1.5m3/h。
具体地，吸附除硼组输出的合格的高浓度氯化锂溶液被输送至后端工艺阶段制备碳酸锂。水顶料组输出的不同浓度的高浓度氯化锂溶液被输送至前端不同的工艺阶段。
具体地，吸附除硼组的吸附柱为N1个，水顶料组的吸附柱为N2个，解析组的吸附柱为N3个，顶水组的吸附柱为N4个，其中N＝N1+N2+N3+N4，N1≥4，N2≥3，N3≥4，N4≥1
具体地，控制阀为电磁阀，用于周期性控制液体流动方向。
具体地，吸附柱为具有大孔结构的硼去除专用树脂，树脂型号为LSC-800。
以下通过具体实施例来应用上述除硼方法。
实施例1
本发明在具体应用时，具体运作过程如下，切换前流程如图1所示：
吸附除硼组：第一吸附柱1、第二吸附柱2、第三吸附柱3和第四吸附柱4共四个吸附柱串联运行，整个吸附除硼过程，高浓度氯化锂溶液经过四级树脂吸附分离后，硼含量逐渐降低；
水顶料组：第五吸附柱5、第六吸附柱6和第七吸附柱7共三个吸附柱串联运行；
解析组：第八吸附柱8、第九吸附柱9、第十吸附柱10和第十一吸附柱11共四个吸附柱串联运行；
顶水组：第十二吸附柱12；
在同一时间段内，第一吸附柱1、第二吸附柱2、第三吸附柱3和第四吸附柱4共四个吸附柱吸附除硼；第五吸附柱5、第六吸附柱6和第七吸附柱7共三个吸附柱水顶料，回收高浓度氯化锂溶液；第八吸附柱8、第九吸附柱9、第十吸附柱10和第十一吸附柱11共四个吸附柱解析，去除吸附柱吸附的硼并恢复其吸附性能；第十二吸附柱12顶水，回收纯水。每个吸附柱进行周期性的循环交替，也就是每一切换时四个组中的一个吸附柱切换至相应下一个组中，以达到连续的目的。
将温度为25℃、硼含量为200ppm-1000ppm的高浓度氯化锂溶液以10m3/h的流速匀速输入至吸附除硼组中，进行吸附除硼。具体地，高浓度氯化锂溶液从第一吸附柱1上部流入，与树脂进行充分交换后，一部分硼被第一吸附柱1吸附，被第1次除硼的高浓度氯化锂溶液从第一吸附柱1下部流出，再从第二吸附柱2的上部流入至第二吸附柱2内，进行第2次硼吸附，被第2次除硼的高浓度氯化锂溶液从第二吸附柱2下部流出，依次流经第四吸附柱4后，从第四吸附柱4下部流出，硼含量为4ppm的高浓度氯化锂溶液被收集，或直接被输送至后端工艺阶段制备碳酸锂。在吸附除硼时，当第一吸附柱1的吸附容量达到饱和后将其切换至水顶料组(如图2所示)，具体地，当吸附柱流出的高浓度氯化锂溶液与流入的高浓度氯化锂溶液一致时，吸附柱即达到吸附容量饱和状态。
将纯水以1.5m3/h的流速匀速输入至水顶料组中，进行高浓度氯化锂溶液的回收。具体地，纯水从第五吸附柱5上部流入，将第五吸附柱5的高浓度氯化锂溶液顶出，再经过第五吸附柱5的下部及第六吸附柱6的上部流入至第六吸附柱6内，将第六吸附柱6中的高浓度氯化锂溶液顶出，纯水依次流经第七吸附柱7后，从第七吸附柱7下部流出，被顶出的不同浓度的高浓度氯化锂溶液被收集，或直接被输送至前端不同的工艺阶段，进行回收再利用。在水顶料时，当第五吸附柱5内高浓度氯化锂溶液被顶完后将其切换至解析组(如图2所示)。
将4％的稀盐酸以180L/h的流速匀速输入至解析组中，进行酸再生；将2.5％的稀碱以140L/h的进料流速匀速输入至解析组中，进行碱转型，将纯水以2m3/h的进料流速匀速输入至解析组中，进行水洗碱，最终使得吸附柱的除硼性能复原。具体地，将纯水以2m3/h的流速匀速从第八吸附柱8上部流入，从下部流出至第九吸附柱9上部，再从第九吸附柱9下部流出，依次流经第十一吸附柱11后，从第十一吸附柱11下部流出。与此同时，部分纯水被输送至与第十一吸附柱11上部相连的管道中，与以180L/h的流速匀速输入到该管道的浓盐酸混合，在管道中，纯水将浓盐酸稀释至4％。与此同时，部分纯水被输送至与第九吸附柱9上部相连的管道中，与以140L/h的流速匀速输入至该管道的浓碱混合，在管道中，纯水将浓碱稀释至2.5％。管道中混合稀释浓酸或浓碱，操作简单，安全易控。酸再生时，将稀盐酸以180L/h的进料流速匀速从第十一吸附柱11上部流入将第十一吸附柱11内的纯水顶出回收至纯水罐，当顶出的水中含有稀盐酸时，第十一吸附柱11开始解析吸附的硼，解析出的硼从第十一吸附柱11的下部流出排至地沟，当稀盐酸中的硼浓度降低后，第十一吸附柱11的酸再生完成，被切换至碱转型工序(如图2所示)。碱转型时，将稀碱以140L/h的进料流速匀速从第九吸附柱9的上部流入，从第九吸附柱9下部流出至第十吸附柱10的上部，再从第十吸附柱10下部流出，中和流经的第九吸附柱9和第十吸附柱10中的稀盐酸，当稀碱经第十吸附柱10的下部流出时，第九吸附柱9的碱转型完成，被切换至水洗碱工序(如图2所示)。纯水依旧以2m3/h的流速匀速输入至第八吸附柱8中，将第八吸附柱8内的稀碱冲洗出来，降低第八吸附柱8内的pH，纯水从第八吸附柱8下部流出，经第九吸附柱9的上部流入至第九吸附柱9内，将第九吸附柱9内的稀碱冲洗出来，降低第九吸附柱9内的pH，依此过程进行，直至从第十一吸附柱11下部流出。在解析时，当第八吸附柱8内的pH被降低到一定值后，将其切换至顶水组(如图2所示)。
将除硼合格后的高浓度氯化锂溶液以1m3/h的流速匀速输入至顶水组中，进行水回收和降浓度差。具体地，除硼合格后的高浓度氯化锂溶液从第十二吸附柱12下部流入，将第十二吸附柱12中存在的纯水顶出，除硼合格后的高浓度氯化锂溶液从第十二吸附柱12上部流出，被顶出的纯水被回收至回收水罐，以便再利用。在顶水时，当第十二吸附柱12内纯水被顶完后将其切换至吸附除硼组，以便继续吸附(如图2所示)。
以上吸附除硼组、水顶料组、解析组和顶水组的工作过程同步开展，并且周期性地进行控制阀的切换，切换后流程示意图如图2所示。每个吸附柱经过一周期的循环，完成以上所有步骤。在此一周期的循环定义为：针对一个吸附柱而言，全部进行完吸附除硼组、水顶料组、解析组和顶水组的整个过程。也就是，一共有十二个吸附柱，吸附除硼组四个，水顶料组三个，解析组四个，顶水组一个。一个周期即指吸附除硼组中的一个吸附柱分别进行完吸附除硼组的四个阶段，水顶料组三个阶段，解析组的四个阶段，顶水组的一个阶段。
实施例2-4的吸附除硼组进料温度与实施例1不同，详见表1。
实施例5-7的吸附除硼组进料流速与实施例1不同，详见表1。
实施例8-10的水顶料组进料流速与实施例1不同，详见表1。
实施例1-10的工艺参数及除硼结果、锂回收率结果、水回收率结果详见下表1。
表1实施例1-10的工艺参数及测试结果数据汇总表
从表1中可以看出，实施例1-10中高浓度氯化锂溶液经本发明除硼方法后，其最终硼含量均降低至电池级碳酸锂质量要求的200ppm以下，且远低于200ppm，符合制备碳酸锂电池产品要求。当然，根据本发明除硼方法中所述及的吸附除硼组进料温度、吸附除硼组进料流速以及水顶料组进料流速等参数并不限于上述实施例中所列举的。一般情况下，当吸附除硼组进料温度处在树脂活跃的吸附除硼温度范围内，除硼效果较佳；吸附除硼组进料流速可根据吸附柱中的树脂量以及进料溶液中的硼含量进行调整，适当放慢进料流速可增加吸附时间，使得除硼更充分；水顶料组进料流速可根据吸附柱数量以及吸附除硼组进料流速进行调整，适当加快进料流速可使得锂回收更充分。
实施例11-12的解析组中稀盐酸和稀碱的质量分数均与实施例1不同，详见表2。
实施例13-14的解析组中稀盐酸和稀碱的用量均与实施例1不同，详见表2。
实施例15-18的解析组中稀盐酸和稀碱的流速均与实施例1不同，详见表2。
实施例11-18的工艺参数及除硼结果、锂回收率结果、水回收率结果详见下表2。
表2实施例1、11-18的工艺参数及测试结果数据汇总表
从表2中可以看出，实施例11-18中高浓度氯化锂溶液经本发明除硼方法后，其最终硼含量均降低至电池级碳酸锂质量要求的200ppm以下，且远低于200ppm，符合制备碳酸锂电池产品要求。当然，根据本发明除硼方法中所述及的解析组中稀盐酸和稀碱的质量分数、用量、流速等参数并不限于上述实施例中所列举的。一般情况下，稀盐酸的量可根据吸附柱中的树脂量及吸附柱的个数进行调整；稀碱的量和稀盐酸的量相适应，稀碱的量略高于稀盐酸的量，以使得酸被充分中和，吸附柱转型；当稀盐酸的质量分数较高、用量较大、流速较慢时，稀盐酸处理吸附柱脱硼效果较好。
实施例19-20的解析组中纯水流速与实施例1不同，详见表3。
实施例21-22的顶水组进料流速与实施例1不同，详见表3。
实施例23-26的各个组中吸附柱数量均与实施例1不同，详见表3。
实施例19-26的工艺参数及除硼结果、锂回收率结果、水回收率结果详见下表3。
表3实施例1、19-26的工艺参数及测试结果数据汇总表
从表3中可以看出，实施例19-26中高浓度氯化锂溶液经本发明除硼方法后，其最终硼含量均降低至电池级碳酸锂质量要求的200ppm以下，且远低于200ppm，符合制备碳酸锂电池产品要求。当然，根据本发明除硼方法中所述及的解析组中纯水流速、顶水组进料流速、各个组中吸附柱数量等参数并不限于上述实施例中所列举的。一般情况下，解析组中纯水流速适当减慢则能延长纯水在吸附柱内的停留时间，使得与吸附柱接触充分，冲洗充分，吸附柱内的pH更趋于中性；顶水组进料流速可根据顶水组中吸附柱的个数进行调整，流速越快，短时间内进入量越多，水被顶出越多，回收水效率越高，流速越慢，与吸附柱接触越充分，降低与吸附除硼组进料浓度差效果越好；各个组中吸附柱数量根据各组进料流速、进料硼含量、除硼要求等设置，当进料硼含量较高时，则适当增加吸附除硼组的吸附柱数量，当解析组出液的pH值不达标时，则适当增加解析组的吸附柱数量。在上述各指标能够达到要求的基础上，采取尽量少的吸附柱个数、尽量大的流速，以尽量提高吸附柱的吸附除硼效率。
综上所述，本发明提供的一种盐湖碳酸锂生产中高浓度氯化锂溶液中除硼的方法，采用连续吸附法通过串联吸附柱对高浓度氯化锂溶液中的杂质硼进行吸附，且通过合理分配各组中的吸附柱的个数、各流速的大小，最大限度地提高吸附柱的吸附除硼效率。将高浓度氯化锂溶液中的硼含量从200ppm-1000ppm降低至2-10ppm，不仅达到去除高浓度氯化锂溶液中硼的目的，而且高浓度氯化锂溶液中的硼含量远低于电池级碳酸锂的质量要求200ppm以下，用2-10ppm的低硼氯化锂溶液进行碳酸锂的制备，进一步提升了碳酸锂产品质量。通过利用3％-5％的稀盐酸和2％-3％的稀碱去除串联吸附柱中吸附的硼，并恢复串联吸附柱的吸附除硼性能，以便于再次吸附除硼，可达到连续稳定除硼的效果。另外本发明通过水顶料和顶水工艺有效的避免了氯化锂溶液和水的浪费，使得锂回收率能达到98％-100％，水回收率能达到85％以上。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种盐湖碳酸锂生产中高浓度氯化锂溶液中除硼的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将N个吸附柱依次串联连接，形成流向相同且循环运转的四组吸附柱组，依次为吸附除硼组、水顶料组、解析组和顶水组；
步骤二：将待处理的料液通入至吸附除硼组，将纯水输入至水顶料组，将解析液输入至解析组，将除硼合格后的料液输入至顶水组，分别同时进行吸附除硼、水顶料、解析和顶水四个工序；
步骤三：当步骤二结束后，通过切换吸附柱上的控制阀使完成吸附除硼的吸附柱进入水顶料工序，完成水顶料的吸附柱进入解析工序，完成解析的吸附柱进入顶水工序，完成顶水的吸附柱进入吸附除硼工序，每一吸附柱都按顺序依次完成四个工序，如此周而复始地进行；
所述解析工序为先酸再生后碱转型最后水洗碱。
2.根据权利要求1所述的一种盐湖碳酸锂生产中高浓度氯化锂溶液中除硼的方法，其特征在于，所述待处理的料液为200-1000ppm硼含量的高浓度氯化锂溶液，所述除硼合格后的料液为2-10ppm硼含量的高浓度氯化锂溶液。
3.根据权利要求1所述的一种盐湖碳酸锂生产中高浓度氯化锂溶液中除硼的方法，其特征在于，所述吸附除硼组的进料流速为7-15m3/h，温度为15-30℃。
4.根据权利要求1所述的一种盐湖碳酸锂生产中高浓度氯化锂溶液中除硼的方法，其特征在于，所述水顶料组的进料流速为0.8-2m3/h。
5.根据权利要求1所述的一种盐湖碳酸锂生产中高浓度氯化锂溶液中除硼的方法，其特征在于，
所述酸再生为：输入稀盐酸将完成水顶料的吸附柱内存在的水顶出，并将吸附柱内吸附的硼解析出来，去除吸附柱内吸附的硼；
所述碱转型为：输入稀碱将吸附柱内的稀盐酸中和，并使得吸附柱转型，恢复吸附柱的除硼性能至原先状态；
所述水洗碱为：输入纯水，降低吸附柱内的pH。
6.根据权利要求5所述的一种盐湖碳酸锂生产中高浓度氯化锂溶液中除硼的方法，其特征在于，
所述稀盐酸，质量分数为3％-5％，用量为0.04-0.08m3/次，进料流速为100-240L/h；
所述稀碱，质量分数为2％-3％，用量为0.015-0.04m3/次，进料流速为50-200L/h；
所述水洗碱中的纯水，进料流速为1-3m3/h。
7.根据权利要求1所述的一种盐湖碳酸锂生产中高浓度氯化锂溶液中除硼的方法，其特征在于，所述顶水组的进料流速为0.5-1.5m3/h。
8.根据权利要求1所述的一种盐湖碳酸锂生产中高浓度氯化锂溶液中除硼的方法，其特征在于，所述吸附除硼组输出的合格的高浓度氯化锂溶液被输送至后端工艺阶段制备碳酸锂。
9.根据权利要求1所述的一种盐湖碳酸锂生产中高浓度氯化锂溶液中除硼的方法，其特征在于，所述水顶料组输出的不同浓度的高浓度氯化锂溶液被输送至前端不同的工艺阶段。
10.根据权利要求1所述的一种盐湖碳酸锂生产中高浓度氯化锂溶液中除硼的方法，其特征在于，所述吸附除硼组的吸附柱为N1个，所述水顶料组的吸附柱为N2个，所述解析组的吸附柱为N3个，所述顶水组的吸附柱为N4个，其中，所述N＝N1+N2+N3+N4，N1≥4，N2≥3，N3≥4，N4≥1，所述吸附柱为具有大孔结构的硼去除专用树脂。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115354152A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-11-18 | 上海锦源晟新能源材料有限公司 | 一种用于从高杂含钴溶液中分离富集钴的连续操作***及其方法 |
| WO2023040534A1 (zh) * | 2021-09-17 | 2023-03-23 | 西安蓝晓科技新材料股份有限公司 | 一种含碳酸根或/和硫酸根溶液中锂吸附的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102703703A (zh) * | 2012-05-21 | 2012-10-03 | 西安蓝晓科技新材料股份有限公司 | 从盐湖氯化镁卤水中除硼的连续离子交换装置及方法 |
| CN202595229U (zh) * | 2012-05-21 | 2012-12-12 | 西安蓝晓科技新材料股份有限公司 | 从盐湖氯化镁卤水中除硼的连续离子交换装置 |
| CN108893605A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-11-27 | 西安蓝晓科技新材料股份有限公司 | 一种可以实现锂钠分离的连续离子交换装置及方法 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102703703A (zh) * | 2012-05-21 | 2012-10-03 | 西安蓝晓科技新材料股份有限公司 | 从盐湖氯化镁卤水中除硼的连续离子交换装置及方法 |
| CN202595229U (zh) * | 2012-05-21 | 2012-12-12 | 西安蓝晓科技新材料股份有限公司 | 从盐湖氯化镁卤水中除硼的连续离子交换装置 |
| CN108893605A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-11-27 | 西安蓝晓科技新材料股份有限公司 | 一种可以实现锂钠分离的连续离子交换装置及方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张亦飞: "《现代黄金冶炼技术》", 30 September 2014, 冶金工业出版社 * |
| 梁红: "《工业分析》", 28 February 2010, 中国环境科学出版社 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023040534A1 (zh) * | 2021-09-17 | 2023-03-23 | 西安蓝晓科技新材料股份有限公司 | 一种含碳酸根或/和硫酸根溶液中锂吸附的方法 |
| CN115354152A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-11-18 | 上海锦源晟新能源材料有限公司 | 一种用于从高杂含钴溶液中分离富集钴的连续操作***及其方法 |
| CN115354152B (zh) * | 2022-08-25 | 2023-12-29 | 上海锦源晟新能源材料有限公司 | 一种用于从高杂含钴溶液中分离富集钴的连续操作***及其方法 |
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