合成烷基鋰化合物的含鋰廢液處理方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種合成烷基鋰化合物所產(chǎn)生的含鋰廢液處理方法，在０．０１～０．０３ＭＰａ氮?dú)鈮毫ΡＷo(hù)和０～６０℃的溫度下將含鋰廢液進(jìn)行水解，經(jīng)鹽酸兩次調(diào)ｐＨ值和兩次過(guò)濾后，濾液按每ｍｏｌＬｉＣｌ加１．００～１．０３ｍｏｌＮａ↓［２］ＣＯ↓［３］，在９０～９５℃的溫度下反應(yīng)制得Ｌｉ↓［２］ＣＯ↓［３］產(chǎn)品，或?qū)V液脫水得ＬｉＣｌ結(jié)晶后電解得金屬鋰，解決了現(xiàn)有技術(shù)中鋰渣難以回收或回收工藝不穩(wěn)定、不安全等問(wèn)題，具有工藝簡(jiǎn)單、操作方便、安全可靠、回收率高及產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛適用于合成烷基鋰工藝應(yīng)用。（*該技術(shù)在2018年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種合成烷基鋰化合物過(guò)程中所產(chǎn)生的含鋰廢液處理方法，尤其是一種含鋰廢液的回收利用方法。在現(xiàn)有技術(shù)中，尚無(wú)成熟的含鋰廢液處理方法的報(bào)導(dǎo)，1981年公布的羅馬尼亞專利(Rom·RO75962)技術(shù)是將氯代正丁烷和金屬鋰在環(huán)己烷溶液中反應(yīng)生成的混合物，經(jīng)聚丙烯濾網(wǎng)過(guò)濾后，沉淀物為L(zhǎng)iCL和未反應(yīng)的金屬鋰和環(huán)己烷，在生產(chǎn)過(guò)程中，沉淀物內(nèi)的所有鋰成份均被溶解，然后用鹽酸將其全部轉(zhuǎn)化成LiCL·H2O。該專利技術(shù)之不足是在烷基鋰合成過(guò)程中，為提高轉(zhuǎn)化率，必需在金屬鋰中加入大于1％的鈉，而這些鈉在反應(yīng)后均以NaCL形式留在廢渣中；此外，在生產(chǎn)的全過(guò)程中，除用到環(huán)己烷或溶劑油外，在鋰的分散過(guò)程中，大多工藝還要用重油(如白油)做加熱介質(zhì)，待鋰熔融后再高速分散，使之成為鋰砂再用于烷基鋰的合成。由于上述原因，對(duì)殘留鋰渣的處理過(guò)程中，必需有脫鈉及其它金屬離子的工藝及分離油類的過(guò)程，否則得不到較高純度的鋰鹽。該專利技術(shù)沒(méi)有說(shuō)明回收制得的LiCL純度，也不能脫除上述兩種雜質(zhì)。本專利技術(shù)的目的在于提供一種合成烷基鋰過(guò)程中所生的含鋰廢液的處理方法，將其回收利用并制得高純度的碳酸鋰或含鈉LiCL。為了達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)采用了如下的技術(shù)方案將含有金屬鋰砂、烷基鋰、Li3N、LiOH、白油和烷烴的含鋰廢液在密封、0.01～0.03MPa氮?dú)鈮毫ΡＷo(hù)和0～60℃的溫度下，并在該溫度范圍內(nèi)控制水的加入速度和加入量進(jìn)行水解，水解完后靜置分層，含有LiCL及LiOH的下層水溶液在隔油池中靜置，油水相分離，上層油送去回收，水相用鹽酸調(diào)PH值至11～12，過(guò)濾，濾液再用鹽酸調(diào)PH值至6.5～7.5，再過(guò)濾，然后A．按每molLiCL加1.00～1.03molNa2CO3的比例向?yàn)V液中定量加入Na2CO3溶液，在90～95℃的溫度下反應(yīng)20～30分鐘，離心分離得Li2CO3結(jié)晶，用去離子水洗滌，離心分離、烘干得Li2CO3產(chǎn)品，或者B．濾液在130～160℃的溫度和抽真空情況下脫水得LiCL結(jié)晶，經(jīng)離心分離、干燥，電解得金屬鋰。在本專利技術(shù)的具體實(shí)施過(guò)程中，由含鋰廢液水解生產(chǎn)碳酸鋰的工藝過(guò)程見(jiàn)附圖說(shuō)明圖1，先用氮?dú)鈱⑺飧?1)置換數(shù)分鐘(5～10min)，將含鋰廢液送至水解釜。啟動(dòng)水解釜的攪拌并通冷水入釜的夾套中，在控制釜中物料溫度在常溫至60℃和微正壓(一般為0.01～0.03MPa)的情況下，緩慢加水使鋰渣水解，其中鋰及Li3N與水的反應(yīng)如下反應(yīng)生成的H2和NH3可由放空排出，當(dāng)水解完后，靜止、分層，將下層水溶液(含有LiCL、LiOH)送至隔油池(2)，上層油送去回收。在隔油池中，水解后含鋰溶液經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間放置，油和水相得到了比較徹底分離。取定量水溶液(即上述水相)送至中和釜(3)，加工業(yè)鹽酸至PH值為11～12，然后經(jīng)過(guò)濾塔4a過(guò)濾后進(jìn)入濾液缸(5)，過(guò)濾完畢再返回中和釜(3)。上述工序稱為一次過(guò)濾。將中和釜(3)中濾液再用試劑鹽酸調(diào)PH值至6.5～7.5之間，經(jīng)過(guò)濾塔4b過(guò)濾(稱之二次過(guò)濾)進(jìn)入濾液罐(5)，而后送至反應(yīng)釜(6)。在反應(yīng)釜(6)中，根據(jù)濾液中LiCL的總量，加入計(jì)算量的Na2CO3水溶液(以去離子水配成濃度為300±10g/L)，攪拌并升溫，在90～95℃反應(yīng)20～30min。反應(yīng)后，通過(guò)離心機(jī)(7)離心分離得白色結(jié)晶的Li2CO3產(chǎn)品。為提高其純度，將該產(chǎn)品傾入反應(yīng)釜(或?qū)Ｓ盟锤?，再次以去離子水洗滌，而后離心分離、烘干、包裝。在實(shí)施本專利技術(shù)的過(guò)程中，如果欲將該含鋰廢液轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)烷基鋰用的金屬鋰，由于不需除去原鋰渣引進(jìn)來(lái)的鈉(見(jiàn)圖2)，可將上述濾液罐(5)的LiCL溶液送至濃縮釜(6’)，在用水環(huán)泵(7’)抽真空的條件下，攪拌并加熱至130℃左右濃縮脫水，然后，將LiCL結(jié)晶經(jīng)離心機(jī)(8’)離心分離后，干燥、包裝。該產(chǎn)品可送去電解，制取供烷基鋰生產(chǎn)用的金屬鋰。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)1、回收處理工藝簡(jiǎn)單、操作方便、經(jīng)濟(jì)效益好、產(chǎn)品質(zhì)量高將生產(chǎn)烷基鋰所產(chǎn)生的含鋰廢液經(jīng)水解、油水相分離、水相中和過(guò)濾后加Na2CO3即可制得Li2CO3，回收的Li2CO3產(chǎn)品根據(jù)GB11075-89標(biāo)準(zhǔn)可達(dá)1～2級(jí)，回收率達(dá)93％以上。2、工藝控制穩(wěn)定，操作安全無(wú)事故本專利技術(shù)工藝在60℃以下及微正壓條件下操作，可以平穩(wěn)、安全的水解含鋰廢液，在本廠內(nèi)長(zhǎng)期生產(chǎn)過(guò)程中，從未發(fā)生任何事故。3、在含鋰廢液的處理過(guò)程中，可直接由濾液濃縮制取LiCL，然后電解制成金屬鋰。按GB10757-89標(biāo)準(zhǔn)分析檢測(cè)LiCL，除鈉離子含量外，其質(zhì)量可達(dá)1～2級(jí)，純度大于99％，收率達(dá)94％以上，電解后制得含鈉的金屬鋰可再用于烷基鋰的合成。以下是本專利技術(shù)工藝的圖面說(shuō)明圖1是由含鋰廢液生產(chǎn)高純度碳酸鋰的工藝流程示意圖，圖中1是水解釜，2是隔油池，3是中和釜，4是過(guò)濾塔(a.b)，5是濾液罐，6是反應(yīng)釜，7是離心機(jī)。圖2是由中和后濾液生產(chǎn)氯化鋰工藝流程示意圖，圖中6’是蒸發(fā)釜，7’是水環(huán)真空釜，8’是離心機(jī)。以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行更加詳細(xì)的描述實(shí)施例1首先用氮?dú)鈱?m3水解釜置換5min(或以0.3MPa氮?dú)庵脫Q三次)，然后將已抽出BuLi產(chǎn)品的廢渣液620L送至水解釜中。此廢渣液的組成為6.6L白油，14kg金屬鋰砂，175kgLiCL,17kgBuLi，其它鋰化合物(LiOH及Li3N等)以鋰離子量計(jì)為6.4kg，環(huán)己烷為486L。啟動(dòng)水解釜攪拌，在保持微氮壓的情況下緩慢加水至水解釜中進(jìn)行水解。加水速度以控制水解溫度不超過(guò)60℃為宜。全部加水時(shí)間約1.5h左右。當(dāng)反應(yīng)溫度不再上升時(shí)，停止加水，繼續(xù)攪拌1h，靜止分層2h，下部的水相送至隔油池，油相送去回收。實(shí)施例2由隔油池取水解液(即水相)450L送至中和釜，分析其OH-濃度為1.86mol/L，CL-濃度為5.76mol/L。啟動(dòng)攪拌，首先以工業(yè)鹽酸調(diào)PH值至11，過(guò)濾除去濾渣，再用試劑鹽酸中和至PH值至7，過(guò)濾送至反應(yīng)釜。然后往反應(yīng)釜加入含Na2CO3140kg的去離子水溶液(其N(xiāo)a2CO3濃度為0.3kg/L)467L，在90～95℃下反應(yīng)25min，趁熱用離心機(jī)分離，得白色結(jié)晶的Li2CO3。將此Li2CO3產(chǎn)品再送至反應(yīng)釜，在90～95℃下用去離子水洗和離心分離兩次(每次用水量為L(zhǎng)i2CO3∶H2O=1∶3)，最后將所得產(chǎn)品Li2CO3在專用烘箱中脫水，得純產(chǎn)品145.6kg，收率為93％。對(duì)該產(chǎn)品分析結(jié)果為Na2O 0.11％；Fe2O30.0029％；CaO 0.039％；CL-0.027％；SO4-20.027％；H2O0.6％；酸不溶物0.007％；純度為99.57。全部分析結(jié)果均達(dá)到國(guó)標(biāo)(GB11075-89)指標(biāo)。實(shí)施例3由隔油池取水解液450L送至中和釜，其分析結(jié)果同實(shí)施例2，經(jīng)兩次調(diào)PH值及過(guò)濾操作仍同實(shí)施例2。將過(guò)濾后的濾液再通過(guò)活性炭脫色和過(guò)濾后送至蒸發(fā)釜(6’)(參看圖2)，啟動(dòng)蒸發(fā)釜攪拌及水環(huán)真空泵抽空，將蒸發(fā)釜加熱，使釜中LiCL水溶液(即上述濾液)在150℃下濃縮，在有較多結(jié)晶析出后，降溫至110℃，趁熱用離心機(jī)分離。將離心機(jī)排出的水相收集起來(lái)與下次濾液合并，考慮下一釜濃縮。將離心機(jī)中結(jié)晶氯化鋰迅速裝進(jìn)密封桶中，準(zhǔn)備再經(jīng)一次脫水后送去電解制金屬鋰。趁熱本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種合成烷基鋰化合物產(chǎn)生的含鋰廢液處理方法，系用氯代正丁烷和金屬鋰在環(huán)已烷溶劑中反應(yīng)制得烷基鋰，廢液中含有金屬鋰砂、烷基鋰、Ｌｉ↓［３］Ｎ、ＬｉＯＨ、白油及烷烴，本專利技術(shù)的特征在于廢液處理包括如下過(guò)程：（１）含鋰廢液在密封、０．０１～０． ０３ＭＰａ壓力氮?dú)獗Ｗo(hù)和０～６０℃的溫度下，并在該溫度范圍內(nèi)控制水的加入速度和加入量進(jìn)行水解，水解完后靜置分層，含有ＬｉＣＬ及ＬｉＯＨ的下層水溶液在隔油池中靜置，油水相分離，水相用鹽酸調(diào)ＰＨ值至１１～１２，過(guò)濾，濾液再用鹽酸調(diào)ＰＨ值至６．５～７．５，再過(guò)濾，上層油送去回收，然后（２）按每ｍｏｌＬｉＣＬ加１．００～１．０３ｍｏｌＮａ↓［２］ＣＯ↓［３］的比例向?yàn)V液中定量加入Ｎａ↓［２］ＣＯ↓［３］溶液，在９０～９５℃的溫度下反應(yīng)２０～３０分鐘，離心分離得Ｌｉ↓［２］ＣＯ↓［ ３］結(jié)晶，用去離子水洗滌，離心分離、烘干得Ｌｉ↓［２］ＣＯ↓［３］產(chǎn)品，或者（３）濾液在１３０±５℃的溫度和抽真空情況下脫水得ＬｉＣＬ結(jié)晶，經(jīng)離心分離、干燥，電解得金屬鋰。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：彭洪興，寧朝暉，曹志昂，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：巴陵石化岳陽(yáng)石油化工總廠，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：43[中國(guó)|湖南]