CN108002413A - 盐湖提锂固体副产物的综合利用方法 - Google Patents

盐湖提锂固体副产物的综合利用方法 Download PDF

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樊发英
唐志雷
邓小川
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    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F5/00—Compounds of magnesium
    • C01F5/40—Magnesium sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
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Abstract

本发明公开了一种盐湖提锂固体副产物的综合利用方法，所述综合利用方法用于制备碱式硫酸镁晶须；所述综合利用方法包括步骤：S1、将盐湖提锂固体副产物和水溶性硫酸盐溶入水中，获得反应混合物；S2、将所述反应混合物在80℃～300℃下水热反应4h～100h，反应产物经固液分离，所得固相经洗涤、干燥获得碱式硫酸镁晶须。根据本发明的盐湖提锂固体副产物的综合利用方法，可将盐湖提锂副产的固体副产物中的氢氧化镁用作制备碱式硫酸镁晶须，并且同时对其中的锂资源进行了回收，实现了盐湖提锂固体副产物中镁资源的高值化利用，从而变废为宝，也减少污染与浪费。

Description

盐湖提锂固体副产物的综合利用方法
技术领域
本发明属于盐湖资源综合利用技术领域，具体地讲，涉及一种盐湖提锂固体副产物的综合利用方法。
背景技术
锂是重要的战略资源之一，在国防工业及国家高科技发展中有重要的战略意义。近年来，锂的提取主要是液体矿的开采为主，其中盐湖卤水中锂储量约占世界储量的66％，且全球约80％的碳酸锂由卤水生产。我国锂资源丰富，盐湖锂盐储量占我国锂资源总储量的80％以上，约占世界盐湖锂总储量的1/3。进入21世纪，锂离子电池的高速发展和广泛应用，使全球碳酸锂供不应求。从锂的储量来看，未来新增产能，将主要来自中国青海东、西台吉乃尔和西藏扎布耶等盐湖提锂的生产。早在2000年左右，中国科学院青海盐湖研究所就已经取得高镁锂比老卤溶液提纯碳酸锂的关键技术突破，使我国高镁锂比(35～2100:1)盐湖提锂成为可能。目前，青海锂业以青海盐湖研究所提供的技术为支撑，利用东台吉乃尔盐湖锂资源，成功建成年产1万吨电池级碳酸锂标准的生产装置。
然而，在碳酸锂的生产工艺中，富锂卤水精制除杂工序副产有数量可观的副产物，其中包含有大量的氢氧化镁，以及少量的锂、硼、钙、硅等元素，这些盐湖提锂固体副产物大面积堆放造成环保压力大，且造成了很大程度的锂、硼等资源的浪费。因此，如何回收上述盐湖提锂固体副产物中的锂，且高值化、精细化利用其中的副产氢氧化镁，是盐湖镁/锂资源高效利用和可持续开发的迫切要求。
发明内容
为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种盐湖提锂固体副产物的综合利用方法，该综合利用方法可将盐湖提锂副产的固体副产物中的氢氧化镁用作制备碱式硫酸镁晶须，并且也对其中的锂资源进行了回收。
为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种盐湖提锂固体副产物的综合利用方法，所述综合利用方法用于制备碱式硫酸镁晶须；所述综合利用方法包括步骤：
S1、将盐湖提锂固体副产物和水溶性硫酸盐溶入水中，获得反应混合物；
S2、将所述反应混合物在80℃～300℃下水热反应4h～100h，反应产物经固液分离，所得固相经洗涤、干燥获得碱式硫酸镁晶须。
进一步地，在所述盐湖提锂固体副产物中，Mg2+的质量百分数为10％～40％，Li+的质量百分数为0.001％～10％。
进一步地，在所述步骤S1中，水的质量为所述盐湖提锂固体副产物的质量的1～100倍。
进一步地，在所述步骤S1中，所述水溶性硫酸盐选自硫酸镁、硫酸铵、硫酸钠、硫酸钾中的至少一种。
进一步地，在所述步骤S1中，所述水溶性硫酸盐的物质的量与所述盐湖提锂固体副产物中氢氧化镁的物质的量之比为0.1:1～10:1。
进一步地，所述步骤S2还包括：固液分离后所得液相经浓缩，采用结晶法、膜分离法、离子交换法、电化学法、吸附法、萃取法中的至少一种方法提取其中的锂。
进一步地，在所述步骤S2中，将洗涤所述固相产生的洗液并入所述固液分离后所得液相中。
进一步地，所述步骤S1还包括将所述盐湖提锂固体副产物先行进行除杂。
本发明以盐湖提锂固体副产物为原料，加入硫酸盐即可用于制备碱式硫酸镁晶须固体材料，同时使锂留在母液中，将得到的镁基固体材料洗涤干燥后可直接使用，而母液中的锂可通过吸附法、离子交换法、膜分离法、电渗析法、以及萃取法等进行回收，从而不仅实现镁锂的分离，锂元素的回收，同时还实现了镁资源的高值化利用，从而变废为宝，减少污染与浪费。
具体实施方式
以下，将来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。
本发明提供了一种盐湖提锂固体副产物的综合利用方法，该盐湖提锂固体副产物中包含有大量的氢氧化镁，以及少量的锂、硼、钙、硅等元素，其中Mg2+的质量百分数为10％～40％，Li+的质量百分数为0.001％～10％；该综合利用方法用于利用上述盐湖提锂固体副产物制备碱式硫酸镁晶须。
以下对该综合利用方法进行详细的描述，该综合利用方法包括下述步骤：
在步骤S1中，将盐湖提锂固体副产物和水溶性硫酸盐溶入水中，获得反应混合物。
具体来讲，将该盐湖提锂固体副产物以及该盐湖提锂固体副产物中氢氧化镁的物质的量的0.1～10倍的水溶性硫酸盐溶入该盐湖提锂固体副产物的质量1～100倍的水中，以获得反应混合物。
所述水溶性硫酸盐选自硫酸镁、硫酸铵、硫酸钠、硫酸钾中的至少一种。
一般地，经盐湖提锂产生的固体副产物中还会包含石块、毛发、铁丝、纤维等一些外来杂质，因此，优选先对该盐湖提锂固体副产物进行除杂处理。
在步骤S2中，将反应混合物在80℃～300℃下水热反应4h～100h，反应产物经固液分离，所得固相经洗涤、干燥获得碱式硫酸镁晶须。
优选地，将该反应混合物置于反应釜中进行水热反应。
更为优选地，在该步骤中，经固液分离后还会获得与上述固相相对应的液相，盐湖提锂固体副产物中的锂即主要赋存在该液相中；该液相经浓缩，采用结晶法、膜分离法、离子交换法、电化学法、吸附法、萃取法等即可提取其中的锂。
与此同时，在固液分离过程中，赋存锂的液相不可避免地夹带在固相中，而最终通过洗涤固相而转移至产生的洗液中，因此优选将这部分洗液也并入上述液相中，一同回收其中的锂资源。
以下，将参照具体的实施例对根据本发明的盐湖提锂固体副产物的综合利用方法进行详细的描述。
实施例1
称取3.6g七水硫酸镁和4.76g其中氢氧化镁的质量百分数为75％的盐湖提锂固体副产物，加入300mL去离子水，获得反应混合物；将该反应混合物置于200℃下水热反应9.0h；待反应完成后，反应产物经过滤、固相洗涤、干燥得到311型碱式硫酸镁晶须固体；而经过滤获得的液相经回收、浓缩后，锂离子经过吸附法回收。
实施例2
称取1.8g七水硫酸镁和2.23g其中氢氧化镁的质量百分数为75％的盐湖提锂固体副产物，加入200mL去离子水，获得反应混合物；将该反应混合物置于250℃下水热反应15h；待反应完成后，反应产物经过滤、固相洗涤、干燥得到碱式硫酸镁晶须固体；而经过滤获得的液相经浓缩、过滤后，锂离子经离子交换法回收。
实施例3
称取3.6g七水硫酸镁和4.46g其中氢氧化镁的质量百分数为80％的盐湖提锂固体副产物，加入250mL去离子水，获得反应混合物；将该反应混合物置于140℃下水热反应46h；待反应完成后，反应产物经过滤、固相洗涤、干燥得到碱式硫酸镁晶须固体；而经过滤获得的液相经回收、浓缩后，锂离子经膜分离法回收。
虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。

Claims (8)

1.一种盐湖提锂固体副产物的综合利用方法，其特征在于，所述综合利用方法用于制备碱式硫酸镁晶须；所述综合利用方法包括步骤：
S1、将盐湖提锂固体副产物和水溶性硫酸盐溶入水中，获得反应混合物；
S2、将所述反应混合物在80℃～300℃下水热反应4h～100h，反应产物经固液分离，所得固相经洗涤、干燥获得碱式硫酸镁晶须。
2.根据权利要求1所述的综合利用方法，其特征在于，在所述盐湖提锂固体副产物中，Mg2+的质量百分数为10％～40％，Li+的质量百分数为0.001％～10％。
3.根据权利要求1或2所述的综合利用方法，其特征在于，在所述步骤S1中，水的质量为所述盐湖提锂固体副产物的质量的1～100倍。
4.根据权利要求1或2所述的综合利用方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述水溶性硫酸盐选自硫酸镁、硫酸铵、硫酸钠、硫酸钾中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的综合利用方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述水溶性硫酸盐的物质的量与所述盐湖提锂固体副产物中氢氧化镁的物质的量之比为0.1:1～10:1。
6.根据权利要求1或2所述的综合利用方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：固液分离后所得液相经浓缩，采用结晶法、膜分离法、离子交换法、电化学法、吸附法、萃取法中的至少一种方法提取其中的锂。
7.根据权利要求6所述的综合利用方法，其特征在于，在所述步骤S2中，将洗涤所述固相产生的洗液并入所述固液分离后所得液相中。
8.根据权利要求1或2所述的综合利用方法，其特征在于，所述步骤S1还包括将所述盐湖提锂固体副产物先行进行除杂。
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CN109264744A (zh) * 2018-10-19 2019-01-25 湖南雅城新材料有限公司 一种低成本磷酸铁含氨氮废水的资源回收方法

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CN106517267A (zh) * 2016-11-10 2017-03-22 中国科学院青海盐湖研究所 碱式硫酸镁晶须的制备方法

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