氯化锂溶液精密过滤工艺技术研究

谢长东

摘 要

根据生产需求研制了一套氯化锂溶液专用精密过滤器，对其滤芯精度、过滤压力、过滤效果等进行了研究。通过单因素实验，确定了最佳过滤参数为：PP折叠膜滤芯过滤精度为0.5μm，过滤压力为-0.040～-0.060MPa。改进后，过滤效果明显优于改进前，提高了生产效率，具有良好的经济效益。

关键词

氯化锂;精密过滤器;PP折叠膜滤芯

中图分类号： TQ920.5                      文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.15.059

0 前言

氯化锂是金属锂工业中的重要产品之一，它不仅是目前大规模生产金属锂的唯一原料，而且在生物、医药、电池、环保、国防和除湿等行业中有广泛运用。氯化锂生产过程中，物料要求具有很高的固液分离精度，过滤设备结构简单，操作准确方便等。目前，氯化锂生产过程中的过滤设备，还是传统的滤布过滤，设备陈旧，过滤效果差。鉴于此，根据现有工艺现状，研制了一套氯化锂溶液专用真空精密过滤器，并对其滤芯精度、过滤压力、过滤效果等进行了研究。该过滤设备的研制，缩短了过滤时间，提升了技术水平，节约了生产成本，具有良好的经济效益。

1 实验

精密过滤器：内径300mm、高1200mm的316L不锈钢圆柱罐体，内表面喷涂1.5mm厚的四氟乙烯;罐体内安装4只PP折叠膜滤芯。过滤时，氯化锂溶液经过粗滤槽和精密过滤器到达滤液储槽，过滤工艺见图1。粗滤槽过滤溶液中大颗粒杂质，延长精密过滤器的使用寿命;精密过滤器除去粗滤液中的小颗粒杂质，深度过滤溶液。

2 结果与讨论

2.1 PP折叠膜滤芯过滤精度的选择

在过滤压力为-0.05MPa下，使用不同滤芯精度的φ68×20 PP折叠膜滤芯进行4.0mol/L的氯化锂溶液（体积为250L，Ca2+含量为5.23μg/mL）过滤试验，试验结果见表1。

由表1可知，氯化锂溶液通过5.0μm滤芯过滤后，滤液中Ca2+含量为1.26μg/mL，高于产品生产要求（Ca2+≤1.0μg/mL）;1.0μm滤芯过滤后，滤液中Ca2+含量为0.91μg/mL，略低于产品生产要求，存在Ca2+含量超标风险;0.1μm和0.5μm滤芯过滤后，滤液中Ca2+含量分别为0.16μg/mL和0.44μg/ mL，低于产品生产要求。综合使用寿命和过滤效果，最终选择0.5μm精度的PP折叠膜滤芯。

2.2 过滤压力的影响

在不同过滤压力条件下，选择0.5μm精度的滤芯进行试验，氯化锂溶液浓度为4.0mol/L，体积为250L，Ca2+含量为5.23μg/mL，试验结果见表2。

由表2可知，在不同真空压力条件下，Ca2+含量为5.23μg/mL的氯化锂溶液通过0.5μm滤芯过滤后，滤液中Ca2+均低于1.0μg/mL，满足生产要求。随着真空度的增加，过滤效果越差，过滤时间较短;真空度较小，压力差较小，过滤效果好，但过滤时间较长，影响生产进度。所以，结合过滤效果和过滤时间，选择过滤压力为：-0.040～-0.060MPa。

2.3 生产试验

在现有工序增加一套精密过滤器，按照最佳过滤参数（0.5μm精度的PP折叠膜滤芯，过滤压力为-0.040～-0.060MPa）进行生产试验，并与现有过滤工艺进行对比，试验结果见3。

由表3可知，增加精密过滤器后，过滤效果明显优于改进前，滤液中Ca2+含量远低于生产要求，提高了生产效率。

3 结论

通過单因素实验，确定了氯化锂溶液精密过滤最佳过滤参数为：PP折叠膜滤芯过滤精度为0.5μm，过滤压力为-0.040～-0.060MPa。采用精密过滤器过滤氯化锂溶液，溶液过滤效果好，过滤时间短，提高了生产效率，具有一定推广应用价值。