[发明专利]在氢氧化锂回收中减少蒸发器中的积垢的方法

说明书

一种在蒸发器中浓缩和/或生产氢氧化锂的方法需要将包含氢氧化锂和碳酸锂的物流供入蒸发器。在该蒸发器中，浓缩进料以形成氢氧化锂和碳酸锂晶体。该方法还需要通过如下提高蒸发器中的碳酸锂晶体浓度，降低碳酸锂使蒸发器结垢的趋势：(1)在蒸发器中澄清至少一部分浓缩物以形成澄清溶液；和(2)将所述澄清溶液作为澄清溶液物流从蒸发器中排出。

背景

一水合氢氧化锂是蓄电池等应用中的重要组分。但是，电池级一水合氢氧化锂的生产复杂并且昂贵。例如，这些系统利用蒸发系统浓缩氢氧化锂。在许多情况下，这些工艺中所用的氢氧化锂卤水进一步包含碳酸盐。由于碳酸锂的溶解度随温度提高而降低，蒸发系统在传热表面上发生显著积垢（fouling）和结垢（scaling）。结垢和积垢严重并迫使蒸发器系统频繁停止运行以进行清洁。

如果可以减少积垢，蒸发系统可运行明显更长时间。这又降低运行成本并能够回收更多氢氧化锂。因此，需要在允许充分回收氢氧化锂的同时控制结垢和积垢的方法。

概述

本申请涉及在蒸发器中浓缩氢氧化锂并同时降低碳酸锂使蒸发器结垢的趋势的方法。将包含氢氧化锂和碳酸锂的进料送往蒸发器。该进料在蒸发器中浓缩以产生浓缩物。浓缩物包含氢氧化锂以及碳酸锂晶体。通过提高蒸发器中的碳酸锂晶体浓度，降低碳酸锂使蒸发器结垢的趋势。可通过几种技术提高碳酸锂晶体浓度，例如：(1) 在蒸发器中澄清一部分浓缩物以形成澄清溶液、将该澄清溶液作为澄清溶液物流从蒸发器中排出，和单独作为浆料物流排出一部分浓缩物；(2) 将碳酸锂晶种添加到进料中；或(3) 将碳酸锂晶体从下游工艺再循环回蒸发器。

在一个特定实施方案中，本文所述的方法包括：

一种在蒸发器中浓缩氢氧化锂并同时降低碳酸锂使蒸发器结垢的趋势的方法，其包括：

(A) 将包含氢氧化锂和碳酸锂的进料送往蒸发器；

(B) 在蒸发器中浓缩进料以产生包含氢氧化锂和碳酸锂晶体的浓缩物；

(C) 通过如下提高蒸发器中的碳酸锂晶体浓度，降低碳酸锂使蒸发器结垢的趋势：

(i) 在蒸发器中澄清至少一部分浓缩物以形成澄清溶液；和

(ii) 将所述澄清溶液作为澄清溶液物流从蒸发器中排出。

在另一实施方案中，所述方法包括：

一种在包括串联布置的蒸发器和结晶器的系统中生产一水合氢氧化锂晶体并降低碳酸锂使蒸发器结垢的趋势的方法，所述方法包括：

(A) 将包含氢氧化锂和碳酸锂的进料送往蒸发器；

(B) 在蒸发器中浓缩进料以产生包含氢氧化锂和碳酸锂晶体的浓缩物；

(C) 通过如下提高蒸发器中的碳酸锂晶体浓度，降低碳酸锂使蒸发器结垢的趋势：

(i) 在蒸发器中澄清至少一部分浓缩物以形成澄清溶液；

(ii) 将所述澄清溶液作为澄清溶液物流从蒸发器中排出；

(D) 将来自蒸发器的澄清溶液物流和浆料物流送往结晶器，其中所述澄清溶液物流和所述浆料物流在结晶器中形成氢氧化锂溶液；

(E) 使氢氧化锂溶液循环经过结晶器并浓缩氢氧化锂溶液；

(F) 使用结晶器以在所述结晶器中形成一水合氢氧化锂晶体和碳酸锂晶体；和

(G) 将一水合氢氧化锂晶体与碳酸锂晶体分离。

通过研究仅例示本发明的下列说明书和附图，本发明的其它目的和优点变得显而易见。

附图