一种碳酸锂冷冻后液除氯的装置及除氯工艺的制作方法

本发明涉及碳酸锂生产，具体涉及一种碳酸锂冷冻后液除氯的装置及除氯工艺。

背景技术：

1、碳酸锂生产过程一般以碳酸钠作为沉淀剂来获得产品，目前市面的碳酸钠产品普遍含有0.2%～0.36%的氯元素，系统内氯离子随着生产的进行而富集（高点体现在冷冻后液）。氯是碳酸锂生产系统中的有害元素，高氯运行将对设备的安全运转与使用寿命产生极大的影响，同时会影响后续产品的纯度，系统需对氯离子进行开路处理。

2、发明人在研究和实施用于碳酸锂冷冻后液除氯过程中发现，萃取法利用n235能萃取氯的原理进行除氯的，其成本令人满意，但萃取过程要带走部分li+而损失li+，同时还会带入有机物于溶液中而增加脱除有机物的成本，循环性差。离子交换树脂除氯效果有限，而且在处理含高浓度氯溶液时，交换树脂洗涤再生产出的废水量很大，同时废水中含有的锂回收也很困难。

3、鉴于以上方法都存在技术或者经济上的不足，基于此，提出一种对于碳酸锂冷冻后液中氯离子具有良好去除效果，处理过程基本不损失li+、处理费用低且循环性好的方法非常必要。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种碳酸锂冷冻后液除氯的装置及除氯工艺，该装置和方法对于碳酸锂冷冻后液中氯离子具有良好去除效果，处理过程基本不损失li+、处理费用低且循环性好。

2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的目的是提供一种用于碳酸锂冷冻后液除氯的装置，该装置包括：

4、活化设备组，配置为利用酸液对除氯剂进行活化并固液分离得到除氯剂活化渣和活化后液的区域；

5、除氯反应设备组，配置为利用除氯剂活化渣对碳酸锂冷冻后液进行除氯并固液分离得到除氯后液和含氯滤渣的区域；

6、碱洗反应设备组，配置为利用碱液对含氯滤渣进行混合再生并进行固液分离得到碱洗渣和碱洗后液的区域；所述碱洗渣通过管道返回至活化设备组作为除氯剂使用，所述活化后液通过管道返回至活化设备组作为酸液使用。

7、作为进一步的技术方案，所述除氯反应设备组包括除氯反应罐、除氯中转罐、除氯压滤机和除氯后液罐；

8、所述除氯反应罐，配置为利用除氯剂活化渣对碳酸锂冷冻后液进行除氯得到除氯混合料的区域，所述除氯反应罐顶部具有酸液入口、碱液入口、除氯剂活化渣入口和碳酸锂冷冻后液入口；所述除氯反应罐底部具有除氯混合料出口；

9、所述除氯中转罐入口通过管道连接所述除氯混合料出口；所述除氯中转罐出口通过管道连接所述除氯压滤机入口；所述除氯压滤机液料出口通过管道连接除氯后液罐，所述除氯压滤机固料出口通过管道连接进入碱洗反应设备组。

10、作为进一步的技术方案，所述活化设备组包括活化釜、活化压滤机和活化后液罐；

11、所述活化釜，配置为对碱洗渣利用酸液进行活化得到活化浆液的区域，所述活化釜顶部具有酸液入口、除氯剂入口和碱洗渣入口，所述活化釜底部具有活化浆液出口，所述活化浆液出口通过管道连接所述活化压滤机入口，所述活化压滤机液料出口通过管道连接活化后液罐，所述活化压滤机固料出口通过管道连接除氯反应罐的除氯剂活化渣入口。

12、作为进一步的技术方案，所述碱洗反应设备组包括碱洗反应罐、碱洗渣压滤机、碱洗中转罐和碱洗废水储罐；

13、所述碱洗反应罐，配置为对含氯滤渣与碱液混合进行再生处理的区域，所述碱洗反应罐顶部具有碱液入口和含氯滤渣入口，所述碱洗反应罐底部具有碱洗混合料出口，所述碱洗混合料出口通过管道连接所述碱洗中转罐入口，所述碱洗中转罐出口通过管道连接所述碱洗渣压滤机入口，所述碱洗渣压滤机液料出口通过管道连接所述碱洗废水储罐，所述碱洗渣压滤机固料出口通过管道连接所述活化釜上碱洗渣入口。

14、本发明的另一目的是提供一种碳酸锂冷冻后液除氯的方法，包括以下步骤：

15、s1、将除氯剂利用酸液进行活化处理得到活化浆液，其中，所述除氯剂选自三氧化铋和含三氧化铋的碱洗渣中至少一种；

16、s2、将s1所得活化浆液进行过滤，得到活化后液和除氯剂活化渣；

17、s3、将高氯碳酸锂冷冻后液与s2所得除氯剂活化渣混合，调整ph进行除氯反应得除氯混合料；

18、s4、将s3所得除氯混合料进行过滤，得到除氯后液和含氯滤渣；

19、s5、将s4所得含氯滤渣与碱液混合进行再生处理，过滤得到含三氧化铋的碱洗渣，返回s1作为除氯剂循环。

20、本技术利用三氧化铋 (bi2o3)对含氯碳酸锂冷冻后液除氯的工艺方法所涉及的主要反应原理是：

21、bi2o3+ 6h+→ 2bi3++ 3h2o

22、bi3++ 3cl−→ bic13

23、bic13+ h2o → biocl↓ + 2hcl

24、2biocl↓ + 2naoh →bi2o3↓ +2nacl + h2o

25、本技术利用硫酸对三氧化铋和含三氧化铋的碱洗渣进行活化，活化过程可在常规活化釜中进行，对活化试剂和活化条件没有特别的限制，能够将三氧化铋转化为(bi2o)(oh)2so4或bi2(so4)3即可，故s1所述活化处理为将三氧化铋在酸液作用下生成(bi2o)(oh)2so4和bi2(so4)3中至少一种。

26、作为进一步的技术方案，s1所述活化处理为将三氧化铋在酸液作用下生成(bi2o)(oh)2so4和bi2(so4)3中至少一种；

27、优选地，s1所述酸液选自稀硫酸或者活化后液中至少一种；s1所述酸液中硫酸浓度为8%～10%；所述活化处理采用的除氯剂与酸液的重量之比为1:10～13；活化处理的时间为5min～30min；

28、优选地，s1所述酸液中硫酸浓度为10%，所述活化处理采用的除氯剂与稀硫酸的重量之比为1:10，活化处理的时间为20min。

29、作为进一步的技术方案，s2中，所述活化后液返回s1作为酸液循环。

30、作为进一步的技术方案，s3所述高氯碳酸锂冷冻后液为碳酸锂生产车间碳酸钠析锂工序后的高氯滤液；

31、所述高氯碳酸锂冷冻后液的组成包括：li+20～40g/l、k+40～50g/l、na+50～65g/l、cl-30～50g/l和so42-150～200g/l；

32、作为进一步的技术方案，除氯剂用量为20～40g/l高氯碳酸锂冷冻后液。

33、作为进一步的技术方案，s3所述调整ph的方法为采用ph调节剂维持ph至4～6；

34、优选地，所述ph调节剂选自酸和碱中至少一种；

35、优选地，所述ph调节剂选自氢氧化钠溶液、硫酸溶液或者活化后液中至少一种。

36、作为进一步的技术方案，s3所述除氯反应为在20℃～60℃下搅拌反应30min～120min。

37、作为进一步的技术方案，s4中，若所得除氯后液的氯含量≤10g/l则返回至碳酸锂车间进行使用；若除氯后液氯含量≥10g/l，则返回s3作为高氯碳酸锂冷冻后液继续进行除氯反应。

38、作为进一步的技术方案，s5所述碱液采用的是浓度为3%～5%的氢氧化钠溶液；

39、所述碱液与所述含氯滤渣的质量比为5～7:1。

40、作为进一步的技术方案，s2、s4和s5所述过滤方法分别选自为离心或板框压滤。

41、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

42、1. 本技术提供一种用于碳酸锂冷冻后液除氯的装置，适用于三氧化铋沉淀法对碳酸锂冷冻后液进行除氯，该装置先通过活化设备组利用酸液对除氯剂进行活化并固液分离得到除氯剂活化渣和活化后液；接着通过除氯反应设备组利用除氯剂活化渣对碳酸锂冷冻后液进行除氯并固液分离得到除氯后液和含氯滤渣；通过碱洗反应设备组利用碱液对含氯滤渣进行混合再生并进行固液分离得到碱洗渣和碱洗后液；再将碱洗渣通过管道返回至活化设备组作为除氯剂使用，活化后液通过管道返回至活化设备组作为酸液使用。通过上述设计方式，上述装置不但能够实现对高氯碳酸锂冷冻后液进行高效除氯，保护设备降低氯离子对设备和管线腐蚀，延长设备使用寿命。且该装置还能实现除氯剂的活化和再生过程、活化酸液的重复利用实现了碳酸锂冷冻后液除氯过程的原料物质循环，具有试剂利用率高和循环性能好的优点，此外，该装置各设备功能单一稳定，具备运行稳定易于控制的优点，具有很高的工业化推广价值。

43、2. 本技术提供的碳酸锂冷冻后液除氯的方法，利用三氧化铋 (bi2o3)作为除氯剂，将除氯剂采用硫酸活化后用于碳酸锂冷冻后液除氯，并确定了最佳的反应条件，通过循环利用该工艺可将碳酸锂冷冻后液中氯离子降低至10g/l以下，可有效降低氯离子对设备和管线腐蚀，延长设备使用寿命。

44、3. 该工艺主要消耗的原料是工业上常见且价廉的化工原料氢氧化钠，生产成本低，可为企业节省大量的成本，经济效益可观；并且，该工艺没有繁杂的后处理工序，缩短了工艺流程。