一种从溴化锂溶液提取化工原料的方法与流程

本发明涉及一种化工原料提取方法，特别是一种从溴化锂溶液提取化工原料的方法。

背景技术：

溴化锂吸收式冷温水和热泵机组(以下简称机组)，在全球累积生产数万台，使用的制冷剂为溴化锂水溶液，估计总量在10万吨以上。机组生命周期结束后，废弃溴化锂溶液部分得到回收循环使用，但有些成为不能利用的废弃物，其中含有铬、铜等重金属属于有毒物质，不能抛弃难以处理。但其中含有重要的稀缺资源——溴元素、锂元素。

由于溴化锂吸收式冷温水和热泵机组的溴化锂溶液本身纯度很高，并且机组是在真空和封闭情况下运行，不容易受到污染。因此废弃机组的溴化锂溶液成分与原新溶液的差别不大，通常情况下，废溶液的组成如表1所示：

表1

从表1的成分和物质组成分析表明：大量溶解的无机物杂质中，阴离子往往以锂盐形式存在；阳离子则往往以溴化物形式存在；不溶性机械杂质(沉淀物)则往往是氧化物和氢氧化物；其中铜可能存在三种形式：部分是二价的氧化铜沉淀以及溴化铜(cubr2)，大部分则以螯合物二溴合亚铜(licubr2)的溶解状态存在。

因此，本发明亟需设计一种能够从废弃溴化锂溶液中提取重要化工原料的方法，既能解决废弃溴化锂溶液中的重金属难处理的问题，又能获取重要的化工原料，提高经济价值。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种从溴化锂溶液提取化工原料的方法。

本发明的技术方案是：一种从溴化锂溶液提取化工原料的方法，包括以下步骤：

s1：向废弃溴化锂溶液中加入难溶硫化物，与溴化锂溶液中的铜化合物进行一级复分解反应，生成溴化物和难溶铜的硫化物；

s2：经一级复分解反应后产生的溴化物再与废弃溴化锂溶液中的铬酸锂反应，生成难溶铬酸盐沉淀物和溴化锂溶液；

s3：对溴化锂溶液进行过滤，得到溴化锂滤液；

s4：向溴化锂滤液中加入碳酸盐，进行二级复分解反应，获得碳酸锂和溴化物溶液；

s5：将碳酸锂沉淀物和溴化物溶液进行分离，并对分离出的碳酸锂进行处理，获得工业碳酸锂。

上述方案具有以下优点：通过向废弃溴化锂溶液中加入难溶硫化物，能够获得溴化物和铜的硫化物沉淀，便于与溶液分离，而且生成的溴化物可继续与废弃溴化锂溶液中的铬酸锂反应，产生铬酸盐沉淀，获得无铬和铜的溴化锂溶液，再通过二级复分解反应，并进行相应处理，即可获得工业碳酸锂，既能消除废弃溴化锂溶液中的铬、铜等重金属，解决难处理问题和环境污染问题，又能获得重要的化工原料碳酸锂，而且还可以用碳酸锂生产其他锂化合物，大大提高经济价值。其中，碳酸盐可以是碳酸钠或碳酸钾。

进一步，还包括步骤s6：对分离后的溴化物溶液进行浓缩、结晶，获得氯化物晶体；或者向分离后的溴化物溶液中加入液氯或氯气，经氧化还原反应后，获得单质溴。可以说，本发明除了能够获取工业碳酸锂以及利用碳酸锂生产其他锂化合物之外，还能获取重要的稀缺资源——单质溴，大大提高经济价值，降低经济成本。

进一步，s1中，所述难溶硫化物的溶解度大于溴化锂溶液中的铜化合物的溶解度。这样，化学平衡才能向生成硫化铜和硫化亚铜沉淀的方向进行。

进一步，所述难溶硫化物为硫化锌、硫化亚铁或硫化铅粉末。所述难溶硫化物为硫化锌、硫化亚铁或硫化铅粉末。采用硫化锌粉末沉淀清除铜化合物，过量的硫化锌(或其他难溶硫化物)不会留在溶液中，并且利用反应产生的可溶锌清除铬酸盐；采用硫化亚铁粉末属于难溶硫化物，但比硫化铜溶解度大，产生的铁可以成为氢氧化铁沉淀从溶液中分离，但不能清除铬酸盐；采用硫化铅粉末属于难溶硫化物，但比硫化铜溶解度大，并且利用铅能够清除铬酸盐。

进一步，所述难溶硫化物的粉末粒径为80-2000目。

进一步，所述难溶硫化物的粉末粒径为100-600目。

进一步，s3中，溴化锂溶液采用过滤膜进行过滤，过滤膜的孔径为0.01～2μm。

进一步，所述过滤膜为中空纤维膜。

进一步，s5中，将碳酸锂沉淀物和溴化物溶液通过工业滤布或压滤机进行分离，对分离后的碳酸锂滤渣进行洗涤、烘干，获得工业碳酸锂。

进一步，所述向分离后的溴化物溶液中加入液氯或氯气，并进行浓缩、结晶，获得溴和氯化钠，然后进行蒸馏、冷凝，获得单质溴和含氯化钠溶液。

本发明的有益效果：能够充分利用废弃溴化锂溶液来获取重要的化工原料，而且废弃溴化锂溶液本身纯度很高，并且机组是在真空和封闭情况下运行，不容易受到污染，其成分与原新溶液的差别不大，既能够消除废弃溴化锂溶液中的铬、铜等重金属，解决难处理问题和环境污染问题，又能获得较多重要的化工原料碳酸锂和单质溴，以及氯化钠，而且还可以用碳酸锂生产其他锂化合物，大大提高经济价值。

附图说明

图1是本发明实施例1的方法示意框图；

图2是本发明实施例2的方法示意框图。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1

如图1所示：一种从溴化锂溶液提取化工原料的方法，包括以下步骤：

s101：向废弃溴化锂溶液中加入硫化锌(zns)粉末，进行一级复分解反应，具体的化学反应式为：

zns+cubr2＝cus↓+znbr2

zns+2licubr2＝cu2s↓+znbr2+2libr

其中，虽然硫化锌也是难溶化合物，但其溶度积ksp＝2.9*10^-25，远大于硫化铜的溶度积(ksp＝6.3*10^-36)和硫化亚铜的溶度积(ksp＝2.5*10^-48)，因此，化学平衡会向生成硫化铜和硫化亚铜沉淀的方向进行。硫化锌的粉末粒径优选为300目。

s102：经一级复分解反应后产生的溴化锌会与废弃溴化锂溶液中的铬酸锂(li2cro4)反应，生成zncro4沉淀，便于与溶液分离，同时清除了溶液中的铬酸盐，具体化学反应式如下：

znbr2+li2cro4＝zncro4↓+2libr

其中，添加过量的硫化锌为难溶化合物，并不溶解在溶液中，因此便于与溶液分离。

由于前期生成的硫化物为极细胶体颗粒物，且溶液中可能残留铜铁铬滤渣以及辛醇等有机物(往往与沉淀物吸附在一起)，因此反应后的溶液采用孔径0.01～2μm(优选为0.02-0.05μm)的中空纤维膜过滤，以滤除铜铁铬滤渣以及辛醇等有机物。由于铬酸盐的氧化性、浓溴化锂溶液对纤维的溶胀破坏，中空纤维膜一般适合采用聚偏氟乙烯树脂等耐蚀材料制作。

s103：向过滤后的溴化锂滤液中加入饱和碳酸钠，进行二级复分解反应，具体的化学反应式为：

2libr+na2co3＝li2co3↓+2nabr

其中，反应物都是易溶物质，生成物中碳酸锂是微溶物质，因此反应会自发、完全进行。由于反应物碳酸钠的溶解度低于生成物溴化钠的溶解度，因此，即使饱和的碳酸钠溶液，产生的溴化钠也会完全溶解。因此，碳酸锂和溴化钠可以很好地分离。碳酸锂和溴化钠的分离，采用工业滤布或压滤机即可，形成碳酸锂滤渣和溴化钠滤液。

s104：对形成滤渣的碳酸锂进行洗涤、烘干，获得工业碳酸锂；对溴化钠滤液进行浓缩、结晶，获得溴化钠晶体，而母液则循环使用。另外，还可利用碳酸锂生产其他锂化合物。

实施例2

如图2所示：本实施例与实施例1的区别在于，步骤s104中，将溴化钠滤液与液氯或氯气进行氧化还原反应，并进行浓缩、结晶，生成溴和氯化钠溶液，具体的化学反应式为：

2nabr+cl2＝2nacl+br2

然后再进行蒸馏、冷凝，获得单质溴和含氯化钠溶液。

由于氯的氧化性(电位)远高于溴，可以彻底氧化溴化物，成为单质溴。单质溴的沸点约58.9℃，很容易与氯化钠溶液分离。

另外，前述的溴化锂滤液虽然也可以直接用氯气或者液氯氧化，生产单质溴，以及得到的氯化锂理论上也可以生产碳酸锂，但这种方法生产的碳酸锂，含有较多的氯离子，并且难以清除，使得含氯较多的碳酸锂不能用于电池等产品，经济价值很低。因此，溴化锂滤液仍旧采用前述的二级复分解反应进行。

综上所述，本发明能够充分利用废弃溴化锂溶液来获取重要的化工原料，而且废弃溴化锂溶液本身纯度很高，并且机组是在真空和封闭情况下运行，不容易受到污染，其成分与原新溶液的差别不大，既能够消除废弃溴化锂溶液中的铬、铜等重金属，解决难处理问题和环境污染问题，又能获得较多重要的化工原料碳酸锂和单质溴，以及氯化钠(清除了重金属污染的，可用于工业生产或融雪等)，而且还可以用碳酸锂生产其他锂化合物，大大提高经济价值。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除