氢氧化锂蒸发结晶干燥工艺

一、单水氢氧化锂物理性质、用途

白色结晶粉末。能溶于水，微溶于醇。能从空气中吸收二氧化碳而变质。呈强碱性．不会燃烧，但有强腐蚀性。通常以一水物的形式出现。当温度高于600℃时失去结晶水，在1000℃左右氢氧化锂生成氧化锂和水蒸汽。单水氢氧化锂是最重要的锂化合物之一，主要用于生产锂基润滑脂，也可用于生产其他锂化合物，是碱性电池电解质的添加剂。

单水氢氧化锂的主要生产原料有锂云母、锂辉石等。

二、硫酸锂冷冻法制取单水氢氧化锂工艺（冷冻结晶、蒸发结晶和干燥）

硫酸锂冷冻法制取单水氢氧化锂工艺原理是在硫酸锂溶液中加入一定量的氢氧化钠溶液，利用硫酸钠在低温时溶解度较低的性质，去除硫酸钠，形成一定浓度的氢氧化锂溶液。经过浓缩的硫酸锂溶液加入适量的氢氧化钠溶液混合，混合溶液经过DTB冷却结晶器（操作温度为-5℃—-10℃）析出十水硫酸钠晶体。十水硫酸钠晶体可通过热融、蒸发结晶制取硫酸钠产品。由离心分离出的清母液再经过蒸发结晶得到单水氢氧化锂粗品。粗品再重溶解，加入氢氧化钡，形成不溶的硫酸钡，过滤，滤出液经蒸发浓缩、结晶、分离，得湿一水氢氧化锂；再经过盘式干燥机干燥得一水氢氧化锂干燥产品。

1、冷冻析钠（DTB结晶器）

在冷冻法制取单水氢氧化锂工艺中，冷冻析钠的结晶设备可选用DTB结晶器，冷冻结晶温度为-5℃—-10℃。

DTB型结晶器属于典型的晶浆内循环结晶器。由于在结晶器设置

内导流筒，形成了循环通道，使晶浆具有良好的混合条件，只需要很低的压头，就能使器内实现良好的内循环，使器内各流动截面上都可以维持较高的流动速度，并使晶浆密度可高达30~40%（重量）。在蒸发结晶中能迅速消除沸腾界面处的过饱和程度，能使溶液的过饱和度处于比较低的水平。经过实践证明，DTB型结晶器性能良好，生产强度高，能生产颗粒较大的晶粒，且结晶器内不易结疤。它已经成为连续结晶器的主要形式之一。可以适用于真空冷却法、蒸发法、直接接触冷冻法及反应法的结晶操作。

DTB结晶器工作原理：待处理溶液由进料泵通过循环管路加入到DTB结晶器，悬浮液在螺旋桨与循环泵的推动下，通过导流筒上升至液体表层，然后沿导流筒与挡板之间的环形通道流至器底，重新又被吸入导流筒的下端，形成了内循环通道，以较高速率反复循环，使料液充分混合，保证了器内各处的过饱和度比较均匀，过冷度较低，极大地强化了结晶器的生产能力。圆筒形挡板将结晶器分隔为晶体生长区和澄清区。挡板与器壁间的环隙为澄清区，溢流澄清母液经循环泵返回结晶器，强化了结晶器的混合效果，并且最大程度的避免了结疤现象。晶浆由结晶器底部的出料泵排出，经离心分离，晶体产品干燥后作为产品，母液经过除杂、增浓或系统内循环后可返回结晶器，也可直接排放到下一工序。

DTB结晶器采用外置列管换热器冷却，以冷却液移走澄清母液的热量，再通过循环泵送入到结晶器底部，形成外循环通道。

2、单水氢氧化锂蒸发结晶

单水氢氧化锂水溶液沸点升高较低，蒸发结晶系统可选用传统的多效蒸发结晶器或者MVR蒸发结晶器。

多效蒸发结晶器一般选用三效蒸发结晶器或者四效蒸发结晶器。三效蒸发结晶器，只有一效蒸发器需要生蒸汽，二效蒸发器和三效蒸发器只消耗自身产生的二次蒸汽。三效蒸发器的蒸汽消耗一般在0.4—0.5kg蒸汽/kg水（含物料升温消耗），设备运行费用一般在85—120元/吨水。

MVR蒸发结晶器主要消耗电能，只在物料升温和回流母液升温时消耗少量蒸汽。MVR蒸发结晶器的运行费用一般在40—80元/吨水。总设备投资相对于多效蒸发结晶器较大，但2年左右可收回多出的投资。

表一单水氢氧化锂在水中的溶解度

单水氢氧化锂采用盘式干燥机干燥具有以下优点：

①、热效率高、能耗低：由于盘式干燥机为传导型干燥设备，干燥过程中干燥机密闭操作，其尾气携带热量很少，故其热效率可达85%以上。而且在整套干燥系统中电机功率非常低（只有加料器、盘式干燥机和引风机三台电机）；

②、产品质量稳定：由于设备连续运行，很好的保证了产品质量的稳定性；

③、容易调控、操作简单：每层干燥盘皆可单独地通入加热介质对物料进行加热，通过调整料层厚度、主轴转速、耙臂数量、耙叶型式和尺寸，可使干燥过程达到最佳，物料接触加热盘面时间基本相同，受热很均匀。被干燥的物料不会发生过热现象；

④、劳动强度低：盘式干燥机在运行过程中只需工人例行巡检，无需其他操作；

⑤、占地面积小：盘式干燥机立式安装，很好的节省了占地面积。

编辑：河北言明化工设备有限公司