CN103318927B - 一种加速盐湖卤水中碳酸锂结晶的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种加速盐湖卤水中碳酸锂结晶的方法。本发明方法创造性地将超声震荡引入盐湖卤水中Li2CO3的结晶过程中，为Li2CO3的形核结晶提供额外能量，有助于减少Li2CO3结晶所需的形核功，提高Li2CO3的结晶效率，具有易于操作，效果突出的优点。通过外加Li2CO3原矿晶种，可以进一步提高Li2CO3的结晶效率，避免了在产品中引入新的杂质，减少了晶种的运输难度，特别适合偏远矿区。本发明方法经济环保，不会污染环境。
Description
技术领域
本发明涉及加速结晶的方法，特别涉及一种加速盐湖卤水中碳酸锂结晶的方法。
背景技术
盐湖中含有多种矿物盐，是矿物盐的一个重要来源，但是盐湖中的矿物盐含量普遍较低，大规模开采利用难度较大。近年来的开采工艺主要是盐湖水晒盐法、矿床开采等方法，其中晒盐法是最环保的开采方法。在晒盐法开采矿物盐的过程中，结晶操作直接影响着开采效率。一般而言，盐湖卤水要经历制卤、浓缩、结晶等多个过程，生产周期达10个月之久，生产效率慢。加速矿物盐结晶有利于缩短开采时间，提高产率。
目前的加速结晶方法主要是太阳池自然蒸发，该方法集中利用日照提高卤水温度，加速矿物盐析出，但此法严重依赖自然天气，受日照强度、风雨等因素的影响，对于产量的提高具有一定的局限性，还是没有从根本上改变“靠天吃饭”的状况。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种环保、高效地加速盐湖卤水中碳酸锂结晶析出的方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种加速盐湖卤水中碳酸锂结晶的方法，包括如下步骤：
待盐湖卤水中的Li+含量浓缩至超过2.8g/L后，在浓缩盐湖卤水中插入超声震荡棒进行超声震荡，加速碳酸锂结晶。
作为本发明的进一步改进，在超声震荡时，向盐湖卤水中添加Li2CO3晶种。
作为本发明的进一步改进，Li2CO3晶种的加入量为盐湖卤水质量的0.5‰～2.0‰，优选为1.2‰～2.0‰；Li2CO3晶种的颗粒大小在200～300目之间。
作为本发明的进一步改进，控制添加Li2CO3晶种时盐湖卤水的温度为40～70℃，优选为50～60℃。
作为本发明的进一步改进，超声震荡的频率为50KHZ～2.0MHZ，超声震荡棒在盐湖卤水中的分布密度为50～200 m2/棒，超声震荡的功率1.0～5.0KW/棒。
本发明的有益效果是：
本发明方法创造性地将超声震荡引入盐湖卤水中Li2CO3的结晶过程中，为Li2CO3的形核结晶提供额外能量，有助于减少Li2CO3结晶所需的形核功，提高Li2CO3的结晶效率，具有易于操作，效果突出的优点。通过外加Li2CO3原矿晶种，可以进一步提高Li2CO3的结晶效率，避免了在产品中引入新的杂质，减少了晶种的运输难度，特别适合偏远矿区。本发明方法经济环保，不会污染环境。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本发明的技术方案。
以下实施例中所使用的卤水池的尺寸为40m×50m×2.6m，每间隔10m插入一根长约2m的超声震荡棒，共计20根超声震荡棒，富锂卤水的组成如下表所示：
富锂卤水成分表（g/L)
| 元素 | K+ | Na+ | Li+ | CO3 2- | SO4 2- | B2O3 | Cl- |
| 含量 | 42.50 | 101.41 | 2.00 | 16.40 | 0.47 | 6.02 | 171.60 |
实施例1
以盐湖水中高锂、高碳酸根的卤水作为原料，将其浓缩后得到Li+浓度为2.0g/L的富锂卤水，控制卤水池中富锂卤水的深度在2.0米左右；将卤水温度保持在50℃，当卤水池中Li+浓度达到3.5g/L时采用总功率为20KW、频率为50KHZ的超声震荡1小时，在超声震荡期间以抛射的方式均匀撒入粒度为200目的晶种，经过7天后，加入的晶种总质量为原卤水池中卤水质量的0.5‰，将卤水池卤水抽出，获得碳酸锂品位为61%的碳酸锂原矿22吨（干重）。
实施例2
以盐湖水中高锂、高碳酸根的卤水作为原料，将其浓缩后得到Li+浓度为2.0g/L的富锂卤水，控制卤水池中富锂卤水的深度在2.0米左右；将卤水温度保持在55℃，当卤水池中Li+浓度达到3.5g/L时采用总功率为50KW、频率为200KHZ的超声震荡1.5小时，在超声震荡期间以抛射的方式均匀撒入粒度为240目的晶种，经过7天后，加入的晶种总质量为原卤水池中卤水质量的1.0‰，将卤水池卤水抽出，获得碳酸锂品位为63%的碳酸锂原矿26吨（干重）。
实施例3
以盐湖水中高锂、高碳酸根的卤水作为原料，将其浓缩后得到Li+浓度为2.0g/L的富锂卤水，控制卤水池中富锂卤水的深度在2.0米左右；将卤水温度保持在60℃，当卤水池中Li+浓度达到3.5g/L时采用总功率为20KW、频率为200KHZ的超声震荡1小时，在超声震荡期间以抛射的方式均匀撒入粒度为280目的晶种，经过7天后，加入的晶种总质量为原卤水池中卤水质量的1.5‰，将卤水池卤水抽出，获得碳酸锂品位为62%的碳酸锂原矿24吨（干重）。
实施例4
以盐湖水中高锂、高碳酸根的卤水作为原料，将其浓缩后得到Li+浓度为2.0g/L的富锂卤水，控制卤水池中富锂卤水的深度在2.0米左右；将卤水温度保持在60℃，当卤水池中Li+浓度达到3.5g/L时采用总功率为50KW、频率为200KHZ的超声震荡1小时，在超声震荡期间以抛射的方式均匀撒入粒度为300目的晶种，经过7天后，加入的晶种总质量为原卤水池中卤水质量的1.5‰，将卤水池卤水抽出，获得碳酸锂品位为62%的碳酸锂原矿25吨（干重）。
实施例5
以盐湖水中高锂、高碳酸根的卤水作为原料，将其浓缩后得到Li+浓度为2.0g/L的富锂卤水，控制卤水池中富锂卤水的深度在2.0米左右；将卤水温度保持在55℃，当卤水池中Li+浓度达到3.5g/L时采用总功率为20KW、频率为200KHZ的超声震荡1.5小时，在超声震荡期间以抛射的方式均匀撒入粒度为200目的晶种，经过7天后，加入的晶种总质量为原卤水池中卤水质量的3.0‰，将卤水池卤水抽出，获得碳酸锂品位为62%的碳酸锂原矿25吨（干重）。
实施例6
以盐湖水中高锂、高碳酸根的卤水作为原料，将其浓缩后得到Li+浓度为2.0g/L的富锂卤水，控制卤水池中富锂卤水的深度在2.0米左右；将卤水温度保持在55℃，当卤水池中Li+浓度达到3.5g/L时采用总功率为20KW、频率为200KHZ的超声震荡1小时，在超声震荡期间以抛射的方式均匀撒入粒度为200目的晶种，经过7天后，加入的晶种总质量为原卤水池中卤水质量的1.5‰，将卤水池卤水抽出，获得碳酸锂品位为61%的碳酸锂原矿23吨（干重）。
本发明试验结果表明，外加超声震荡可以提高盐湖卤水中Li2CO3的结晶析出效率，可能是因为盐湖卤水中Li2CO3的结晶析出具有反温度特性，当温度升高时Li2CO3在水中的溶解度下降，Li2CO3的形核结晶需要一定的形核功，而外加超声震荡可以为Li2CO3的形核结晶提供一定的能量，降低Li2CO3结晶所需的形核功，同时也可以对卤水起到加热的作用。
添加的晶种是盐湖卤水中结晶出的Li2CO3原矿，原矿的加入对于最终产出的Li2CO3盐的品位无害，是一种合理、环保的晶种。经过试验发现，晶种粒度在200～300目时比较合适，粒度小于300目时，由于粒度太细，晶种容易溶解在盐湖卤水中，起不到增加Li2CO3非均匀形核的作用，而当粒度大于200目时，由于粒度过大，单位质量晶种产生的效果太低；随着晶种加入量的增加，Li2CO3的结晶析出效率升高，但是当晶种加入量超过2.0‰后，单位晶种加入量取得的效果降低，所以晶种量的添加范围为盐湖卤水质量分数的0.5‰～2.0‰，优选为1.2‰～2.0‰；当加晶种温度在40～70℃，特别是在50℃～60℃时，随着温度的升高，外加晶种对盐湖卤水中Li2CO3的形核结晶的效果是先增大后减小的，添加晶种时的优选温度为50℃～60℃。
Claims (5)
1.一种加速盐湖卤水中碳酸锂结晶的方法，包括如下步骤：
待盐湖卤水中的Li+含量浓缩至超过2.8g/L后，在浓缩盐湖卤水中插入超声震荡棒进行超声震荡，加速碳酸锂结晶；其中，
在超声震荡时，向盐湖卤水中添加Li2CO3晶种，Li2CO3晶种的加入量为盐湖卤水质量的0.5‰～2.0‰，Li2CO3晶种的颗粒大小在200～300目之间，控制添加Li2CO3晶种时盐湖卤水的温度为40～70℃，超声震荡的频率为50KHZ～2.0MHZ。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：超声震荡棒在盐湖卤水中的分布密度为50～200 m2/棒。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：超声震荡的功率1.0～5.0KW/棒。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：控制添加Li2CO3晶种时盐湖卤水的温度为50～60℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：Li2CO3晶种的加入量为盐湖卤水质量的1.2%～2.0‰。
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