2023-11-23479
在碳酸氫锂純化中常規的沉澱或者其它工藝不能(néng)夠滿足鈣鎂等堿土金屬的深度去除。通常采用離子交換工藝實現鈣離子、鎂離子的去除,以提升碳酸锂的品質,但是國(guó)産樹脂在此行業應用中存在的使用量過(guò)大的問題,會(huì)導緻設備造價偏高、廢水量太大,從而增加企業生産中的費用支出,降低企業的産品利潤。
電池級碳酸锂的應用
碳酸锂作爲锂鹽的基礎鹽,是制取锂化合物和金屬锂的原料,也是锂離子電池的關鍵原料,在電動汽車、可再生能(néng)源存儲等領域的應用日益廣泛。
碳酸锂根據純度的不同, 分爲工業級碳酸锂和電池級碳酸锂,電池級碳酸锂的化學(xué)成(chéng)分純度更高, 包含的雜質更少, 可以有效保證電池的性能(néng)。
随著(zhe)新能(néng)源汽車快速發(fā)展,锂離子電池呈高速發(fā)展的趨勢,電池級碳酸锂的需求量也随之不斷增加。
由于生産技術和鹽湖鹵水自身的限制,目前多是以粗碳酸锂(85-98%)和工業級碳酸锂(98.5-99.0%)爲原料,經(jīng)進(jìn)一步提純進(jìn)行制取高純電池級碳酸锂(99.5-99.9%)。
碳酸氫锂純化除鈣鎂存在的問題
碳酸氫化沉澱法是粗碳酸锂提純制備電池級碳酸锂的常用工藝之一,通過(guò)引入碳酸氫化物作爲沉澱劑,再利用高純二氧化碳氣體,制備高純度的碳酸锂産品。
在其制備過(guò)程中,將(jiāng)粗碳酸锂與去離子水混合形成(chéng)混合物中引入高純度的二氧化碳氣體,引發(fā)碳酸氫化反應,將(jiāng)碳酸锂轉化爲碳酸氫锂,形成(chéng)碳酸氫锂水溶液。
一般情況下,溶液中鈣鎂離子濃度在50—100mg/l,出水指标要求做到小于5mg/l,或者更低的1mg/l以内,後(hòu)續做純化沉化産生高純度的碳酸锂。
目前國(guó)内通常采用離子交換工藝實現锂鹽的純化,爲了防止氯離子在系統内累積,影響産品純度,一般不采用鹽酸作爲再生劑。
同時(shí)由于鈣離子的存在,國(guó)産樹脂存在使用量偏大、再生系統參數選型偏大、造價偏高等問題,并且用硫酸再生,硫酸鈣存在溶解度偏大,再生過(guò)程中容易出現污堵樹脂的情況,嚴重影響系統的使用壽命。
科海思碳酸氫锂純化除鈣鎂工藝
科海思碳酸氫锂純化除鈣鎂工藝,離子交換系統配制運行流速8—12BV/H,用量上遠遠小于國(guó)産樹脂,在使用硫酸再生的系統中,罐體設備、管道(dào)選型、儀表尺寸、再生液儲罐、再生泵選型、清洗設備等參數方面(miàn)都(dōu)優于國(guó)産樹脂系統,在系統造價和設備的應用上具有明顯優勢。
同時(shí)采用不同濃度的硫酸分步再生,可以既不産生硫酸鈣的污染問題,又能(néng)對(duì)樹脂做到徹底再生,從而保證系統長(cháng)期有效運行。
如果采用鹽酸再生,廢水量遠小于國(guó)産樹脂系統,并且不會(huì)向(xiàng)系統内引入氯離子(其中包括水洗、堿洗、再水洗的過(guò)程),可以在保證系統穩定運行的基礎上大大降低設備造價和廢水負荷,助力企業實現環保效益和經(jīng)濟效益的雙赢。
具體說(shuō)來,科海思碳酸氫锂純化除鈣鎂工藝在锂鹽純化中具有以下優勢:
選擇性強,不影響锂離子濃度,且不引入有害雜質;
去除效果穩定,出水指标可達到0.1mg/l以内;
樹脂使用量少,造價低,用量大約是國(guó)産系統的1/3;
可使用硫酸再生,并且可以解決硫酸鈣的污堵問題,在系統内無氯離子引入,保證系統的純淨度;
廢液量少,降低水耗和藥劑消耗;
設備自控化程度高,能(néng)夠有效降低人工成(chéng)本;
科海思碳酸氫锂純化除鈣鎂工藝在項目中的實際應用
某新能(néng)源公司除鈣鎂項目,入水鈣鎂含量爲100mg/l,要求做到鈣鎂小于5mg/l,采用科海思碳酸氫锂純化除鈣鎂工藝結合優勢樹脂産品,經(jīng)過(guò)初步除雜過(guò)濾後(hòu)的碳酸氫锂溶液進(jìn)入樹脂柱,通過(guò)樹脂上的螯合基團對(duì)溶液中的鈣、鎂離子進(jìn)行選擇性吸附。
經(jīng)過(guò)樹脂選擇性吸附後(hòu),産水流出的是碳酸氫锂合格的溶液。同時(shí),越來越多的鈣、鎂在樹脂上吸附達到飽和,停止進(jìn)料開(kāi)始再生樹脂,用鹽酸將(jiāng)吸附飽和的鈣、鎂離子進(jìn)行洗脫,再用氫氧化鈉轉型樹脂,如此樹脂恢複到初始狀态,進(jìn)行周期性吸附鈣、鎂離子。
該項目串聯運行,通過(guò)膦酸基官能(néng)團高鹽環境下去除鈣鎂離子,鈣鎂含量從入水的100mg/l,做到1mg/l以下,并且出水穩定。