CN102249267A - 膜法-萃取法联合(膜萃法)以提高卤水中锂的回收率的方法 - Google Patents
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Abstract
膜法-萃取法联合(膜萃法)以提高卤水中锂的回收率的方法。本发明涉及一种提高盐湖卤水中锂的回收率的方法，尤其从高镁锂比盐湖卤水和盐田浓缩含锂老卤中分离镁和富集锂，提高锂回收率的方法。该方法是将高镁锂比盐湖卤水(原料液)，Mg2+与Li+的质量比为200∶1～20∶1，卤水含Li+浓度0.1～3g/L，通过一级或多级压力驱动膜分为浓缩液(浓水)和透过液(产水)，透过液中锂占原料液中锂资源的70％左右，镁锂比降到5以下，再通过化学沉淀法回收碳酸锂。浓缩液中锂占原料液中30％左右，再通过一级或多级萃取使反萃液中镁锂比在1左右，再通过化学沉淀法回收碳酸锂。该方法结合膜法和萃取法的优点，使得盐湖卤水中锂资源的综合回收率超过90％。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高盐湖卤水中锂的回收率的方法，尤其从高镁锂比盐湖卤水和盐田浓缩含锂老卤中分离镁和富集锂，提高锂回收率的方法。
技术背景
我国青海盐湖普遍存在高镁低锂的问题，镁锂比通常在50∶1到300∶1，因此在国外含锂盐湖普遍采用的碱法沉镁然后再沉淀碳酸锂的方法在青海盐湖由于成本过高而不适用。
针对高镁锂比卤水提锂已经有几种方法，包括萃取法和膜法。萃取法对于镁锂分离彻底，锂的回收率高，但是存在工业生产中流程长、工业设备占地面积大的问题。膜法存在锂综合回收率低的问题。
在中国专利03108088.X中公开了一种纳滤法从盐湖卤水中分离镁和富集锂的方法，该方法是用纳滤法从盐湖卤水中分离镁和富集锂，但是存在锂的回收率偏低的问题。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种从盐湖卤水中提高锂回收率的方法。该方法是结合膜法和萃取法的优点，即通过膜分离，将盐湖卤水分成镁锂比低的透过液(产水)，和镁锂比高的浓缩液(浓水)。镁锂比低的透过液再通过化学法沉淀出碳酸锂产品，占盐湖卤水中锂资源的70％左右；镁锂比高的浓缩液再通过萃取法回收其中的锂，占盐湖卤水锂资源的30％左右。通过膜法和萃取法的结合能使盐湖卤水中宝贵的锂资源综合回收率超过90％。
本发明的目的可通过如下措施来实现：
一种从盐湖卤水中低成本高回收率分离镁和富集锂的方法，是将所述的盐湖卤水进行一级或多级压力驱动膜处理，即将盐湖卤水通过高压泵送入膜系统的高压侧，在压力驱动下，卤水中水和锂离子透过膜进入产水侧，形成镁锂比低的透过液，高压侧剩余的浓水富含镁等离子，形成镁锂比更高的浓缩液。浓水侧仍然含有部分锂离子。为了提高盐湖卤水锂的综合回收率，将浓水进一步通过一级或者多级萃取设备将锂分离出来。所述的膜系统使用的压力驱动膜是纳滤或者宽松反渗透膜。所述的萃取设备使用的萃取剂为溶解锂不溶解镁的萃取剂，反萃使用盐酸或者硫酸。
其中膜系统由原料池、原水泵、保安过滤器、高压泵、膜组件、膜壳、滑架、浓水池和产水池组成。浓水有部分循环至原料池。膜系统包括一级或者多级分离。其中膜组件为卷式膜组件。多级膜分离是指第一级膜分离产水作为第二级膜的进水，第二级膜的浓水返回第一级膜的进水。依次类推。多级膜分离的浓水出口是第一级膜的浓水出口，产水出口是最后一级膜的产水出口。
其中萃取设备包括槽式、塔式或者离心萃取设备，萃取级别为一级或者多级。
所述的盐湖卤水为高镁锂比的盐湖卤水或者其提钾后的老卤中的一种，所述盐湖卤水中的Mg2+与Li+的质量比为200∶1～20∶1，卤水含Li+浓度0.1～3g/L。
膜系统所用的压力驱动膜为纳滤膜或者宽松反渗透膜，可以使用标准膜元件或者经过特殊加工的特种工业膜元件。
萃取设备用的萃取剂为磷酸三丁脂、中科院上海有机化学研究所的315-2萃取剂。
本发明和现有技术相比能够显著提高盐湖卤水中锂的综合回收率，并能够降低锂的综合回收成本。
具体实施方式
通过以下具体而非限定的实施例子对本发明加以详述。
膜分离设备包括膜组件，高压泵和产水罐。膜组件为专用宽松反渗透膜。某盐湖卤水中[Mg++]＝25.7g/L，[Li+]＝0.229g/L，[Cl-]＝115g/L。取该盐湖卤水40升水样放入原水罐中。在875psi压力条件下，盐湖卤水被膜分离成浓水和产水，产水被收集至产水罐中，浓水循环回到原水罐，产水量当达到28L时取瞬时产水水样。当原水罐中还剩12升浓水时，结束一级膜分离试验，将浓水排出，取样。
系统冲洗干净后将全部一级的产水倒入原水罐，在875psi压力下进行二级膜分离试验，过程同一级膜试验。
一级产水中[Mg++]＝8.65g/L，[Li+]＝0.236g/L，[Cl-]＝110g/L；二级产水中[Mg++]＝0.681g/L，[Li+]＝0.23g/L，[Cl-]＝60g/L。二级产水中其锂的回收率已达70％，镁锂比＝2.96
第一级流出浓水组成为：[Mg++]＝48.43g/L＝1.99M，[Li+]＝0.23g/L＝0.033M，[Cl-]＝139.5g/L＝3.93M
把上述浓水浓缩到[Cl-]达到9M左右，作为萃取法的进料液，萃取法由三级萃取三级反萃组成。
结果：三级萃取后锂的萃取率为82％，三级反萃后产水中镁锂比＝1∶1
膜萃法总的锂提取率＝纳滤法锂提取率+萃取法的锂的萃取率×(1-纳滤法锂提取率)＝70％+82％×(1-70％)＝94.6％
Claims (6)
1.一种用膜法和萃取法联合方法(简称“膜萃法”)来提高盐湖卤水中锂的综合回收率，包括以下步骤：
先用一级或者多级压力驱动膜系统将原料卤水分离成浓缩液(浓水)和透过液(产水)，使得透过液中镁锂比降到5以下，透过液中的锂占原料卤水中锂的70％左右，浓缩液中的锂占原料卤水中锂的30％左右；浓缩液再用一级或者多级萃取法使得反萃液中镁锂比在1左右；透过液和反萃液可以单独或者混合后再用化学沉淀提取锂；膜萃法优点是能提高锂的综合提取率(≥90％)。
2.如权利要求1所述，膜萃法中的膜是压力驱动膜，包括纳滤膜和宽松反渗透膜，可以使用标准膜元件或者经过特殊加工的特种工业膜元件。
3.如权利要求1所述，膜萃法中的膜系统是多级串联运转，其特征是第一级产水用泵压入第二级，然后依次类推；而第二级浓水应返回上一级进料处，然后也依此类推；膜系统的透过液是最后一级的产水，膜系统的浓缩液是第一级的浓水。
4.如权利要求书1所述，膜萃法中膜系统浓缩液作为萃取段的进料液，进一步提取余下的锂。
5.如权利要求书1所述，膜萃法中其萃取剂特征是由磷酸三丁酯(TBP)和磺化煤油组成，其中TBP浓反为70％-30％；磺化煤油30％-20％；萃取相中铁离子(Fe++)的浓度为0.5-0.6摩尔/升。
6.如权利要求书1所述，膜萃法中膜法产水和反萃液产水，其镁锂比已小于5，可以混合或者单独用常规化学沉淀法来制备碳酸锂产品。
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