废旧锂电池回收碳酸锂工艺（废旧锂电池回收碳酸锂及氢氧化锂产品说明）

废旧三元锂电池及磷酸铁锂电池均含有锂元素成分，回收废旧锂电池中的含锂物质是废旧锂电池回收的重要环节。废旧锂电池经过一系列处理得到碳酸锂及氢氧化锂的生产原液，此情况在“往期废旧锂电池回收头条文章”进行了详细讲解，请朋友们自行查阅头条相关文章。

回收生产碳酸锂

碳酸锂及其他锂产品回收系统包括预处理线、碳酸锂精制线及氢氧化锂线三个子系统。预处理包括萃镍余液除油、除杂及结晶浓缩三单元。碳酸锂精制线包括沉锂、浆化、碳化、热分解陈化离心洗涤、碳酸锂干燥破碎包装等五单元。氢氧化锂线包括苛化、冷冻析钠、MVR蒸发浓缩结晶 重结晶及烘干破碎包装等四单元。除预处理线因原料原因与锂矿提锂及盐湖提锂有不同外，碳酸锂精制线及氢氧化锂线与锂矿及盐湖提锂基本相同。现将废旧锂电池回收碳酸锂及氢氧化锂说明如下。

一、预处理线

1.1 萃镍余液除油：在萃取生产中，由于有机相自身亲水性和分相不充分等原因，萃余液会带有少量油类物质（石油类含量100～300mg/L），油类物质会影响产品的纯度和性能，为提高精制级产品纯度，废旧锂电池综合回收系统萃镍余液采用活性炭除油方式除油。

活性炭吸附除油：超声波除油后的料液再进一步采用活性炭吸附溶液中残留的油脂，活性炭吸附为物理吸附。控制除油后液石油类<1mg/L。

1.2 除杂

除油后的料液进入除杂处理，加入氢氧化钠除去少量的铁锰镍铝等离子，以及部分钙、镁等离子。按工艺参数控制温度以及pH值，使上述离子沉淀，反应完成后过滤，除杂后液为硫酸锂和硫酸钠混合溶液，进入结晶浓缩工序；滤饼采用纯水洗涤后形成除杂渣，洗水和滤液进入下一步结晶浓缩工序。除杂理论公式：Me nOH-=Me(OH)n↓（Me 代表Ca、Mg、Fe）。操作条件和控制参数：pH=8～10；温度：常温。

板框压滤

1.3 多效或MVR结晶浓缩

除杂后液为硫酸锂和硫酸钠混合溶液，为提高沉锂效率，通过控制温度使硫酸钠析出，提高溶液中锂离子的浓度。采用蒸发浓缩再冷却结晶的方式，溶液中的硫酸钠以十水硫酸钠形式存在，其溶解度远低于硫酸锂溶解度，以晶体形式析出，离心分离出的十水硫酸钠进入硫酸钠线。主要反应为：Na2SO4 10H2O=Na2SO4·10H2O

控制溶液中Li 达到一定浓度后，部分离心后液进入碳酸锂精制线，部分离心后液进入氢氧化锂线，分别生产碳酸锂和单水氢氧化锂产品。

BT盐溶液蒸发器

二、碳酸锂精制线

2.1 沉锂

利用碳酸锂在水溶液中的溶解度远小于硫酸锂和硫酸钠，从而将溶液中的锂以碳酸锂的形式沉淀。三者溶解度都随着温度的升高而下降，但在相同温度下，碳酸锂的溶解度远小于硫酸锂和硫酸钠，因此，沉锂时趋于沸腾的温度，可获得较高的沉锂率。

离心后液中加入计量的碳酸钠反应生成碳酸锂沉淀，反应完全后压滤，滤饼为碳酸锂沉淀，用纯水洗涤后进入浆化工序，洗水与滤液一并进入硫酸钠线。主要反应为：2Li CO32 =Li2CO3↓。操作条件和控制参数：温度≥80℃（蒸气间接加热），反应时间2h。

2.2 浆化

将沉锂得到的粗碳酸锂（含水～30%）加入到浆化搅拌槽中，同时加入纯水和热分解母液（回用），缓慢搅拌使之充分混合，完成浆化，使碳酸锂最大程度的溶解，得到碳酸锂浆料。

2.3碳化

在常温下，通入二氧化碳气体采用逆流碳酸氢化的方式进行碳化处理，使微溶的碳酸锂转化为易溶的碳酸氢锂，主要反应为：Li2CO3 CO2 H2O=2LiHCO3

二氧化碳气体从一塔进料，碳酸锂浆液从三塔进料，进行逆流碳化反应，将碳酸锂转化为碳酸氢锂，形成的碳酸氢化液从第一塔出料，过滤得到的碳酸氢锂溶液进入中间料液槽暂存后进入热分解工序，滤饼主要是少量未反应碳酸锂和杂质（二氧化硅、氧化铝、硫酸钙等），滤饼采用纯水洗涤，洗水和滤液进入下一步热分解工序。操作条件和控制参数：温度为常温，时间约2h，pH=6～7。

碳化

2.4 热分解-陈化-离心-洗涤

将碳酸氢锂溶液转入热分解槽，采用夹套加热的方式保持槽内溶液温度（95℃）进行热分解反应，碳酸氢锂分解重新生成碳酸锂，反应过程中不断搅拌溶液防止加热时固体挂壁及暴沸，同时使得溶液更好散热，使碳酸锂缓慢结晶析出，主要反应为：2LiHCO3=Li2CO3↓ CO2↑ H2O。

热分解浆液进入陈化工序。操作条件和控制参数：温度80～90℃，反应时间2h。

为使热分解反应生成的碳酸锂晶体生长增大并使其粒径分布均匀，将反应后的浆液由管路通入搅拌槽缓慢搅拌使之陈化，时间约2h。陈化完成后的碳酸锂浆液送入离心机固液分离，得到热分解母液和精制碳酸锂湿品，湿品用纯水逆流清洗进一步去除K 、Na 、Ca2 、Mg2 等杂质，热分解母液和洗水一并回用于浆化工序。

2.5 碳酸锂干燥-破碎-包装

洗涤后的碳酸锂湿品送入盘式干燥机干燥，间接加热干燥（温度180℃），使碳酸锂水份由5%降至0.25%以下。再进破碎及包装获得最终电池级硫酸钠产品。

盘式干燥机

三、氢氧化锂线

3.1 苛化

结晶浓缩工序产生的部分离心后液泵入密闭的苛化搅拌罐，按一定比例加入片碱，常温常压条件下反应20～30min，苛化后压滤，苛化液（氢氧化锂和硫酸钠溶液）进入冷冻析钠工序，苛化渣采用纯水洗涤，洗水进入冷冻析钠工序。主要反应为：

Li2SO4 2NaOH=Na2SO4 2LiOH

Mg2 2OH-=Mg(OH)2↓

Ca2 2OH-=Ca(OH)2↓

3.2 冷冻结晶析钠

苛化后液先与循环水间接换热冷却到～45℃，然后与经过深冷离心的硫酸钠母液间接换热，降温至～25℃，利用Na2SO4和LiOH在低温状态下溶解度不同，使溶液中的大部分硫酸钠以十水硫酸钠晶体析出，离心分离得到十水硫酸钠，进入硫酸钠系统。

冷冻结晶

离心后液经通过冷冻站冰盐水间接冷却降温至-8℃，溶液中的硫酸钠进一步结晶形成固体，再经二次离心分离，离心晶体为十水硫酸钠，加入冷凝水配制成硫酸钠母液用于中冷。冷冻液为氢氧化锂溶液，输送至蒸发浓缩工序。

2.3 蒸发浓缩结晶-重结晶

一次蒸发结晶：冷冻后液经MVR蒸发浓缩后，一次蒸发后液（温度85℃）冷却结晶后，离心分离得到一次母液（返回冷冻析钠）和粗氢氧化锂。

结晶器

粗品重溶解 二次浓缩结晶：粗氢氧化锂加入冷凝水及二次蒸发母液返溶，返溶液经过滤 精滤后经二次MVR蒸发浓缩。二次蒸发后液经冷却结晶后，离心分离得到二次蒸发母液和湿氢氧化锂，二次母液返回返溶，湿氢氧化锂送至烘干工序。

控制蒸发浓缩比，并根据母液中硫酸根浓度的测定结果，对蒸发浓缩比进行调整，控制硫酸钠浓度在饱和浓度下，不会随氢氧化锂结晶析出，保证氢氧化锂粗品的纯度。

2.4 烘干-破碎-包装

湿精品氢氧化锂通过螺旋输送机进入盘式烘干机烘干（温度90℃，水蒸气间接加热），进料量定量控制，确保物料均匀、稳定，烘干后物料经振动筛筛分，筛上物料重新返溶，筛下物料螺旋输送到永磁除磁机后，经真空上料机送到料仓，随后经输送螺旋输送到冷却机，由循环冷却水间接冷却，确保物料温度<35℃，冷却后通过螺旋输送进入包装机，包装为成品单水氢氧化锂。

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