[发明专利]合成烷基锂化合物的含锂废液处理方法

说明书

本发明涉及一种合成烷基锂化合物过程中所产生的含锂废液处理方法，尤其是一种含锂废液的回收利用方法。

在现有技术中，尚无成熟的含锂废液处理方法的报导，1981年公布的罗马尼亚专利(Rom.R075962)技术是将氯代正丁烷和金属锂在环己烷溶液中反应生成的混合物，经聚丙烯滤网过滤后，沉淀物为LiCl和未反应的金属锂和环已烷，在生产过程中，沉淀物内的所有锂成份均被溶解，然后用盐酸将其全部转化成LiCl·H₂O。该发明之不足是：在烷基锂合成过程中，为提高转化率，必需在金属锂中加入大于1％的钠，而这些钠在反应后均以NaCl形式留在废渣中；此外，在生产的全过程中，除用到环己烷或溶剂油外，在锂的分散过程中，大多工艺还要用重油(如白油)做加热介质，待锂熔融后再高速分散，使之成为锂砂再用于烷基锂的合成。由于上述原因，对残留锂渣的处理过程中，必需有脱钠及其它金属离子的工艺及分离油类的过程，否则得不到较高纯度的锂盐。该发明没有说明回收制得的LiCl纯度，也不能脱除上述两种杂质。

本发明的目的在于提供一种合成烷基锂过程中所生的含锂废液的处理方法，将其回收利用并制得高纯度的碳酸锂或含钠LiCl。

为了达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：将含有金属锂砂、烷基锂、Li₃N、LiOH、白油和烷烃的含锂废液在密封、0.01～0.03MPa氮气压力保护和0～60℃的温度下，并在该温度范围内控制水的加入速度和加入量进行水解，水解完后静置分层，含有LiCl及LiOH的下层水溶液在隔油池中静置，油水相分离，上层油送去回收，水相用盐酸调pH值至11～12，过滤，滤液再用盐酸调pH值至6.5～7.5，再过滤，然后A．按每molLi-Cll加1.00～1.03molNa₂CO₃的比例向滤液中定量加入Na₂CO₃溶液，在90～95℃的温度下反应20～30分钟，离心分离得Li₂CO₃结晶，用去离子水洗涤，离心分离、烘干得Li₂CO₃产品，或者B．滤液在130～160℃的温度和抽真空情况下脱水得LiCl结晶，经离心分离、干燥，电解得金属锂。

在本发明的具体实施过程中，由含锂废液水解生产碳酸锂的工艺过程见图1，先用氮气将水解釜(1)置换数分钟(5～10min)，将含锂废液送至水解釜。启动水解釜的搅拌并通冷水入釜的夹套中，在控制釜中物料温度在常温至60℃和微正压(一般为0.01～0.3MPa)的情况下，缓慢加水使锂渣水解，其中锂及Li₃N与水的反应如下：

反应生成的H₂和NH₃可由放空排出，当水解完后，静止、分层，将下层水溶液(含有LiCl、LiOH)送至隔油池(2)，上层油送去回收。

在隔油池中，水解后含锂溶液经较长时间放置，油和水相得到了比较彻底分离。取定量水溶液(即上述水相)送至中和釜(3)，加工业盐酸至pH值为11～12，然后经过滤塔4a过滤后进入滤液缸(5)，过滤完毕再返回中和釜(3)。上述工序称为一次过滤。将中和釜(3)中滤液再用试剂盐酸调pH值至6.5～7.5之间，经过滤塔4b过滤(称之二次过滤)进入滤液罐(5)，而后送至反应釜(6)。

在反应釜(6)中，根据滤液中LiCl的总量，加入计算量的Na₂CO₃水溶液(以去离子水配成浓度为300±10g/l)，搅拌并升温，在90～95℃反应20～30min。反应后，通过离心机(7)离心分离得白色结晶的Li₂CO₃为产品。为提高其纯度，将该产品倾入反应釜(或专用水洗釜)，再次以去离子水洗涤，而后离心分离、烘干、包装。在实施本发明的过程中，如果欲将该含锂废液转化成生产烷基锂用的金属锂，由于不需除去原锂渣引进来的钠(见图2)，可将上述滤液罐(5)的LiCl溶液送至浓缩釜(6’)，在用水环泵(7’)抽真空的条件下，搅拌并加热至130℃左右浓缩脱水，然后，将LiCl结晶经离心机(8’)离心分离后，干燥、包装。该产品可送去电解，制取供烷基锂生产用的金属锂。

与现有技术相比，本发明具有以下明显的优点：