CN102070162B - 一种从盐湖卤水中提取锂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从含锂卤水中提锂的方法,包括下述步骤:（1）盐湖卤水经过日晒池或者强制蒸发浓缩，锂含量达到400mg/l-30g/l（2）将（1）所得浓缩盐湖卤水以1-30BV/H的速度通过阳离子交换树脂去除盐湖卤水中的镁，再经过后续浓缩沉淀制得碳酸锂。该方法具有耗费化工原料少，工艺简单，操作容易，无污染的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种从盐湖卤水中提取锂的新方法，具体涉及一种从经过浓缩处理的镁锂比Mg/Li＜350的含锂盐湖卤水和盐田浓缩含锂老卤中提取锂的方法。
背景技术
金属锂及其化合物在能源和新材料方面具有重大应用前景，盐湖卤水提锂将成为21世纪锂盐生产的主攻方向。自然界中的锂资源主要赋存于花岗伟晶岩型矿床、盐湖卤水、海水及地热水中。据统计，盐湖卤水锂资源储量约占锂资源总量的70～80％，因此盐湖卤水提锂将成为锂盐生产的主要途径，全球从卤水中生产的锂盐产品(以碳酸锂计)已占锂产品总量的85％以上。
含锂盐湖卤水一般均含镁，镁含量的大小直接影响着锂的提取，一般镁锂比(Mg/Li)低于8-10时，可采用自然蒸发浓缩一沉淀法，若高于10则镁锂不易分离。国内外从盐湖卤水中提取锂盐的工艺技术方法，归纳起来主要有沉淀法、萃取法、离子交换吸附法、碳化法、煅烧浸取法、许氏法和电渗析法等。其中沉淀法、萃取法、吸附法和碳化法研究得广泛深人，是主要的盐湖卤水提锂方法，从卤水中提取锂盐在工业上一般都是采用蒸发-结晶-沉淀，其最终产品都是碳酸锂。沉淀法工艺可行，但工艺流程长，物料周转量大，多需多次煅烧过滤，操作步骤繁杂，最后的锂浸取液锂浓度低，浓缩需要消耗大量的动力成本。萃取法回收率高，但流程长，设备腐蚀严重，且生产成本高，实现产业化有困难。树脂吸附法则是使用锂离子交换吸附剂如二氧化钛、金属磷酸盐、复合锑酸盐以及铝盐型吸附剂和有机离子交换树脂等选择性的处理高镁锂比的盐湖卤水，利用对锂离子有选择性吸附的吸附剂来吸附锂离子，再将锂离子洗脱下来，达到锂离子与其它杂质离子分离的目的。此法工艺简单，回收率高，选择性好，与其它方法相比有较大优越性。但树脂吸附法使用过程中需要增加深度除镁工艺流程，增加了工艺路线和生产成本，降低了锂的收率。因此在我国青海柴达木盆地如台吉尔湖、一里坪等锂含量相对较高的盐湖一带推广碳酸锂的工艺在经济价值和环保方面有重要意义。
CN1511964公开了一种吸附法从盐湖卤水中提锂的方法，适用于青海含锂盐湖卤水和盐田浓缩含锂老卤，以及从青海盐湖卤水中制取碳酸锂和氯化锂的工艺过程；其中针对盐田日晒蒸发得含锂浓缩卤水，用铝盐型吸附剂吸附Li+，用水洗脱Li+得流出液，流出液除镁、浓缩，满足制取碳酸锂或氯化锂所需合格的原料。该方法的锂离子吸附效率低，且需要深度除镁工艺，因而生产成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有的从盐湖卤水中提锂的方法需要将流出液进一步深度除镁，工艺复杂，生产成本高；为此本发明提供了一种从含锂卤水中提取锂的方法。
为此，本发明采用如下技术方案：
一种从含锂卤水中提锂的方法，包括下述步骤：
将锂离子含量为400mg/1-30g/l的浓缩卤水1-30BV/h的速度通过阳离子交换树脂去除浓缩卤水中的镁，流出液经浓缩制得锂盐；所述浓缩卤水中的镁锂比Mg/Li＜350。
优选地，在温度为20-100℃条件下，所述浓缩卤水以5-20BV/h的速度通过阳离子交换树脂，浓缩卤水中的镁离子交换在树脂。
进一步优选地，所述的温度为50-100℃，所述浓缩卤水以5-10BV/h的速度通过阳离子交换树脂。所述温度优选为70-96℃，最优选为80-92℃。
所述的从含锂卤水中提取锂的方法，还包括浓缩卤水的预处理步骤：将盐湖卤水经过日晒池或者强制蒸发浓缩，得到锂离子含量为400mg/1-30g/l的浓缩卤水。
所述浓缩卤水的预处理步骤优选为将盐湖卤水经过日晒池浓缩后，再经强制蒸发浓缩，得到锂离子含量为400mg/1-30g/l的浓缩卤水。
所述浓缩卤水中的锂离子含量优选为10-30g/l，最优选为20-30g/l。
所述的阳离子交换树脂为凝胶型强酸阳离子交换树脂或大孔强酸阳离子交换树脂。
所述流出液经反渗透膜浓缩或锅炉强制蒸发浓缩，使锂离子含量达到18-30g/l，优选为20-25g/l，然后加入碳酸盐沉淀出碳酸锂，所述碳酸盐优选为固体碳酸钠。
碳酸锂的洗涤提纯步骤为：将水加热到90℃后泵入连续反应器，开启搅拌并同时加入Li2CO3粗产品，在连续反应器里的反应时间30min，保持温度为80-90℃，洗去Li2CO3产品中夹带的NaCl后，用离心机进行液固分离。滤饼至干燥系统干燥。经过上述沉淀和洗涤工艺之后，保证了最后所得碳酸锂纯度能够达到99％以上。
本发明是在参考现有技术的基础上，现有的提取锂的方法是采用离子交换法将卤水中的锂与树脂中的阳离子交换，然后再对吸附在树脂上的锂离子进行洗脱，洗脱液中含有大量的锂离子和镁离子，需要对洗脱液中的镁离子进一步去除，工艺繁琐，耗水量较大，而本发明是在常规吸附法从盐湖卤水中提取锂的实验考查中发现对于浓缩后卤水，直接使用阳离子交换树脂除镁可获得较好的提取卤水中锂离子的效果。本发明的方法工艺操作简单，锂盐精制过程中在获得相同量的锂盐的情况下，需要蒸发的水量较少，减少了生产成本。不同批次试验证明是一种从盐湖卤水中提锂的可靠且可行的工艺技术。
具体的实施方式
本发明还将结合实施例作进一步详述：
实施例中的阳离子交换树脂预处理方法为：使用7wt％Nacl溶液，用量为3个树脂床体积，水洗至电导率小于50us。
实施例中凝胶型强酸阳离子交换树脂的型号同实施例1，大孔强酸阳离子交换树脂的型号同实施例2。
实施例中碳酸锂的洗涤提纯步骤为：将水加热到90℃后泵入连续反应器，开启搅拌并同时加入Li2CO3粗产品，在连续反应器里的反应时间30min，保持温度为80-90℃，洗去Li2CO3产品中夹带的NaCl后，用离心机进行液固分离。滤饼至干燥系统干燥。经过上述沉淀和洗涤工艺之后，保证了最后所得碳酸锂纯度能够达到99％以上。
实施例1
阳离子交换树脂：西安蓝晓科技有限公司，凝胶型强酸阳离子交换树脂LSD-010。
树脂除镁步骤：
将阳离子交换树脂装入Φ30*1000mm有机玻璃柱中，通入盐湖卤水，以5BV/h流速通过凝胶型强酸阳离子交换树脂柱，处理0.1BV，取流出液原子吸收法检测镁含量和锂含量分别为：0.002g/L和4.8g/L，所述流出液经反渗透膜浓缩锂离子含量达到25g/l，加入固体碳酸钠，沉淀出碳酸锂。
所述浓缩卤水中的镁锂比Mg/Li＜350。
实施例2
盐湖卤水来自青海台吉尔湖，盐湖卤水的组成为同实施例1；
阳离子交换树脂：西安蓝晓科技有限公司，大孔强酸阳离子交换树脂D001。
树脂预处理：7％Nacl溶液3个树脂床体积，水洗至电导率小于50us。
树脂除镁步骤：
将阳离子交换树脂装入Φ30*1000mm有机玻璃柱中，通入盐湖卤水，以5BV/h流速通过大孔强酸阳离子交换树脂柱，处理0.2BV，取流出液原子吸收法检测镁含量和锂含量分别为：0.055g/L和5.1g/L，所述流出液经反渗透膜浓缩锂离子含量达到25g/l，加入固体碳酸钠，沉淀出碳酸锂。
实施例3
盐湖卤水来自青海台吉尔湖，盐湖卤水的组成为同实施例1；
阳离子交换树脂：西安蓝晓科技有限公司，大孔强酸阳离子交换树脂SEPLITE SC-20。
树脂预处理：7％Nacl溶液3个树脂床体积，水洗至电导率小于50us。
树脂除镁步骤：将阳离子交换树脂装入Φ30*1000mm有机玻璃柱中，通入盐湖卤水，以5BV/H流速通过大孔强酸阳离子交换树脂柱，处理0.3BV，取流出液原子吸收法检测镁含量和锂含量分别为：6.7g/L和5.4g/L，所述流出液经反渗透膜浓缩锂离子含量达到25g/l，加入固体碳酸钠，沉淀出碳酸锂。
实施例4
盐湖卤水来自青海台吉尔湖，盐湖卤水的组成为同实施例1；阳离子交换树脂：美国罗门哈斯amberlite IR200Na
树脂预处理：7％Nacl溶液3个树脂床体积，水洗至电导率小于50us。
树脂除镁步骤：
将阳离子交换树脂装入Φ30*1000mm有机玻璃柱中，通入盐湖卤水，以5BV/h流速通过阳离子交换树脂柱，处理0.2BV，取流出液原子吸收法检测镁含量和锂含量分别为：0.06g/L和5.2g/L，所述流出液经反渗透膜浓缩锂离子含量达到25g/l，加入固体碳酸钠，沉淀出碳酸锂。
实施例5：
本实施例是不同流速下，对镁的去除率进行考察。
盐湖卤水来自青海台吉尔湖，盐湖卤水的组成为同实施例1；阳离子交换树脂：凝胶型强酸阳离子交换树脂LSD-010。
树脂预处理：7％Nacl溶液3个树脂床体积，水洗至电导率小于50us。
树脂除镁步骤：
将阳离子交换树脂装入Φ30*1000mm不锈钢玻璃柱中，通入盐湖卤水，分别以2BV/h，5BV/h，10BV/h，15BV/h，20BV/h，25BV/h，30BV/h速度处理。取流出液原子吸收法检测镁含量和锂含量。
实施例6
盐湖卤水经强制蒸发浓缩，得到锂离子含量为10g/l的浓缩卤水，所述浓缩卤水中的镁锂比Mg/Li为12。
在温度为50℃条件下，将上述浓缩卤水1BV/h的速度通过凝胶型强酸阳离子交换树脂去除浓缩卤水中的镁，取流出液原子吸收法检测镁含量和锂含量分别为0.5g/l和9.8g/l流出液经反渗透膜浓缩，使锂离子含量达到18g/l，加入固体碳酸钠，沉淀出碳酸锂。
实施例7
盐湖卤水经过日晒池蒸发浓缩，得到锂离子含量为2g/l的浓缩卤水，所述浓缩卤水中的镁锂比Mg/Li为60。
在温度为100℃条件下，将上述浓缩卤水30BV/h的速度通过大孔强酸阳离子交换树脂去除浓缩卤水中的镁，取流出液原子吸收法检测镁含量和锂含量分别为0.14g/l和1.8g/l。流出液经锅炉强制蒸发浓缩，使锂离子含量达到30g/l，加入固体碳酸钠，沉淀出碳酸锂。
实施例8
盐湖卤水经强制蒸发浓缩，得到锂离子含量为20g/l的浓缩卤水，所述浓缩卤水中的镁锂比Mg/Li为6。
在温度为20℃条件下，将上述浓缩卤水20BV/h的速度通过凝胶型强酸阳离子交换树脂去除浓缩卤水中的镁，取流出液原子吸收法检测镁含量和锂含量分别为0.38g/l和19.3g/l。流出液经反渗透膜浓缩，使锂离子含量达到30g/l，加入固体碳酸钠，沉淀出碳酸锂。
实施例9
盐湖卤水经过日晒池浓缩后，再经强制蒸发浓缩，得到锂离子含量为30g/l的浓缩卤水，所述浓缩卤水中的镁锂比Mg/Li为4。
在温度为70℃条件下，将所述浓缩卤水10BV/h的速度通过凝胶型强酸阳离子交换树脂去除浓缩卤水中的镁，取流出液原子吸收法检测镁含量和锂含量分别为0.56g/l和29.1g/l。流出液经反渗透膜浓缩，使锂离子含量达到30g/l，加入固体碳酸钠，沉淀出碳酸锂。
实施例10
盐湖卤水经过日晒池浓缩后，再经强制蒸发浓缩，得到锂离子含量为400mg/l的浓缩卤水，所述浓缩卤水中的镁锂比Mg/Li为300。
在温度为80℃条件下，将所述浓缩卤水25BV/h的速度通过阳离子交换树脂大孔强酸阳离子交换树脂去除浓缩卤水中的镁，取流出液原子吸收法检测镁含量和锂含量分别为0.43g/l和392mg/l。流出液经锅炉强制蒸发浓缩，使锂离子含量达到25g/l，加入固体碳酸钠，沉淀出碳酸锂。
实施例11
盐湖卤水经过日晒池浓缩后，再经强制蒸发浓缩，得到锂离子含量为25g/l的浓缩卤水，所述浓缩卤水中的镁锂比Mg/Li为5。
在温度为92℃条件下，将所述浓缩卤水15BV/h的速度通过阳离子交换树脂大孔强酸阳离子交换树脂去除浓缩卤水中的镁，取流出液原子吸收法检测镁含量和锂含量分别为0.68g/l和24.4g/l流出液经锅炉强制蒸发浓缩，使锂离子含量达到25g/l，加入固体碳酸钠，沉淀出碳酸锂。
实施例12
盐湖卤水经过日晒池浓缩后，再经强制蒸发浓缩，得到锂离子含量为15g/l的浓缩卤水，所述浓缩卤水中的镁锂比Mg/Li为8。
在温度为96℃条件下，将所述浓缩卤水5BV/h的速度通过阳离子交换树脂大孔强酸阳离子交换树脂去除浓缩卤水中的镁，取流出液原子吸收法检测镁含量和锂含量分别为0.26g/l和14.3g/l。流出液经锅炉强制蒸发浓缩，使锂离子含量达到25g/l，加入固体碳酸钠，沉淀出碳酸锂。
Claims (3)
1.一种从含锂卤水中提锂的方法,包括下述步骤:
将盐湖卤水经过日晒池或者强制蒸发浓缩，得到锂离子含量为400mg -30g/L的浓缩卤水；
在温度为70-96℃条件下，将锂离子含量为400mg -30g/L的浓缩卤水以5-10BV/h的速度通过阳离子交换树脂去除浓缩卤水中的镁，流出液经反渗透膜浓缩或锅炉强制蒸发浓缩，使锂离子含量为18-30g/L，然后加入固体碳酸钠沉淀出碳酸锂；
所述浓缩卤水中的镁锂比Mg/Li<350。
2.根据权利要求1所述的从含锂卤水中提取锂的方法，其特征在于：
所述的温度为80-92℃。
3.根据权利要求1或2所述的从含锂卤水中提取锂的方法，其特征在于：
所述的阳离子交换树脂为凝胶型强酸阳离子交换树脂或大孔强酸阳离子交换树脂。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
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| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
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Address after: High tech Zone technology two road 710075 Shaanxi city of Xi'an province No. 72 Chak tower 4 Applicant after: Sunresin New Materials Co., Ltd., Xi'an Address before: 710075 Shaanxi city of Xi'an province Shaanxi city of Xi'an province science and technology high tech Zone two road 72, 4 floor tower Tianze Applicant before: Xian Sunresin Technology Co., Ltd. |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: XI AN LANXIAO SCI-TECH CO., LTD. TO: XI AN SUNRESIN NEW MATERIALS CO., LTD. |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |