CN111470521A - 一种太阳池提锂方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种太阳池提锂方法，属于碳酸盐型盐湖提锂技术领域，解决了现有以碳酸盐型盐湖高Li⁺低CO₃ ^2‑成卤为原料，利用传统太阳池升温析锂方法的锂收率低的问题。本发明的太阳池提锂方法包括步骤1：向太阳池底部注入Na₂CO₃饱和溶液，得到底部为Na₂CO₃饱和溶液和富锂成卤的混合溶液的盐梯度太阳池；步骤2：底部注入Na₂CO₃饱和溶液后的盐梯度太阳池中的碳酸锂析出完全；步骤3：实施排卤操作，收集碳酸锂混盐。本发明的提锂方法，适用于所有太阳池，且易于操作、经济环保，能够大幅度提高单池碳酸锂混盐产量和品位。

Description

一种太阳池提锂方法

技术领域

本发明涉及碳酸盐型盐湖提锂技术领域，尤其涉及一种太阳池提锂方法。

背景技术

盐湖卤水提取碳酸锂的工艺方法很多，主要有沉淀法、溶剂萃取法、离子交换法、碳化法、煅烧浸取法等。其中，碳酸盐沉淀法是利用太阳能将含锂卤水在蒸发池中自然蒸发浓缩，当锂含量达到适当浓度后用石灰除去残留的镁杂质，然后加入碳酸钠使锂以碳酸锂形式析出。碳酸盐沉淀法适用于低镁锂比盐湖卤水提锂，具有工艺简单、成本较低等优点，是实现锂工业生产的常用方法，该方法一般用在结晶器中富锂卤水通过加入碳酸钠结晶获得碳酸锂沉淀，但由于太阳池的结构、实施环境、施工条件等因素限制，截至目前，还未见在太阳池中加入碳酸钠结晶提取碳酸锂的报道。

我国西藏地区拥有资源丰富、类型独特的低镁锂比碳酸盐型富锂盐湖，如扎布耶、当雄错、结则茶卡等。碳酸盐型卤水中的锂易于在浓缩过程中不断富集，并以碳酸锂的形式随碱类等矿物分散沉积，而难于集中析出，不利于收集。自2004年起，西藏扎布耶盐湖一直采用传统太阳池升温析锂方法进行碳酸锂的工业化生产。但从实际生产情况看，多年来扎布耶的年产量一直停留在4000吨工业级碳酸锂以下，难以达产扩产，其主要技术原因之一在于灌入太阳池的富锂卤水为冬季成卤，尽管Li⁺浓度较高，但CO₃ ^2-浓度较低，Li⁺沉淀不完全，导致碳酸锂总体析出率较低，沉锂效果不佳，产出的锂精矿中碳酸锂的品位仅60％左右，而在沉锂后排出的尾卤中锂损失较严重。

因此，急需提供一种能够大幅提高碳酸盐型盐湖中锂收率的太阳池提锂方法。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种太阳池提锂方法，用以解决现有以碳酸盐型盐湖高Li⁺低CO₃ ^2-成卤为原料，采用传统太阳池升温析锂方法的锂收率低的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种太阳池提锂方法，包括如下步骤：

步骤1：向太阳池底部注入Na₂CO₃饱和溶液，得到底部为Na₂CO₃饱和溶液和富锂成卤的混合溶液的盐梯度太阳池；

步骤2：底部注入Na₂CO₃饱和溶液后的盐梯度太阳池中的碳酸锂析出完全；

步骤3：实施排卤操作，收集碳酸锂混盐。

进一步地，步骤1包括如下步骤：

将碳酸盐型盐湖高Li⁺低CO₃ ^2-成卤经日晒蒸发浓缩形成富锂成卤，将富锂成卤灌入太阳池；

在富锂成卤表层铺设淡水层；

静置，待盐梯度太阳池完全形成并进入稳定升温析锂阶段后，利用水泵将Na₂CO₃饱和溶液注入太阳池，Na₂CO₃饱和溶液和富锂成卤混匀，得到底部为Na₂CO₃饱和溶液和富锂成卤的混合溶液的盐梯度太阳池。

进一步地，水泵的注入速度为30～100m³/h。

进一步地，步骤1包括如下步骤：

将碳酸盐型盐湖高Li⁺低CO₃ ^2-成卤经日晒蒸发浓缩形成富锂成卤；

将Na₂CO₃饱和溶液加入到富锂成卤中混匀，将混匀后的Na₂CO₃饱和溶液和富锂成卤的混合溶液注入太阳池；

在Na₂CO₃饱和溶液和富锂成卤的混合溶液表层铺设淡水层；

静置，待盐梯度太阳池完全形成并进入稳定升温析锂阶段后，得到底部为Na₂CO₃饱和溶液和富锂成卤的混合溶液的盐梯度太阳池。

进一步地，富锂成卤中Li⁺浓度大于1.5g/L。

进一步地，Na₂CO₃饱和溶液与富锂成卤的体积比为1:30-1:8。

进一步地，步骤1之前还包括如下步骤：

制备Na₂CO₃饱和溶液。

进一步地，采用搅拌槽制备Na₂CO₃饱和溶液，搅拌槽设有加热器，加热器与太阳能供电设备连接，太阳能供电设备用于为加热器供电。

进一步地，步骤2中，判断碳酸锂析出完全的依据为：监测太阳池析锂层中卤水的Li⁺浓度，当Li⁺浓度降至1.0g/L以下认为碳酸锂析出完全。

进一步地，在步骤1之后、步骤2之前，采用卤水混匀设备对太阳池底部的Na₂CO₃饱和溶液与富锂成卤的混合溶液进行反复多次的机械扰动以及强制循环操作。

进一步地，机械扰动的次数为1～10次，单次时长为1～120h。

进一步地，卤水混匀设备为抽注水设备、搅拌设备中的一种或两种组合。

进一步地，太阳池的池底和/或边坡设置搅拌设备。

进一步地，搅拌设备的数量为多台，多台搅拌设备的垂直摆放位置在或不在同一水平面。

进一步地，抽注水设备为潜水泵；潜水泵的出水口通过水管沿边坡引出到池埝，再沿池体边缘环绕后插入到池底另一端，开启潜水泵并控制潜水泵的流量，在析锂层中不断进行循环抽卤和灌卤操作。

进一步地，潜水泵的流量范围在30～100m³/h。

进一步地，潜水泵的数量为多台，多台潜水泵的垂直摆放位置在或不在同一水平面。

进一步地，潜水泵的数量为平均每200～2000m²放置一台潜水泵。

进一步地，多台潜水泵的水平摆放位置为对角摆放或等距摆放。

进一步地，多台潜水泵的垂直摆放位置位于太阳池池底至析锂层表面以下3/10析锂层厚度处的范围内。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果之一：

a)本发明提供的太阳池提锂方法，在传统太阳池升温析锂的基础上，采用碳酸盐沉淀法，向太阳池底部注入Na₂CO₃饱和溶液，通过向灌入太阳池的富锂成卤中人为加入CO₃ ^2-，有效促使成卤中的Li⁺更多地以Li₂CO₃形式结晶析出，从而使得太阳池析锂层卤水中的Li⁺沉淀更加完全，大幅提高碳酸锂收率，碳酸锂收率提高80％以上，品位提高5％以上，碳酸锂品位可达78％以上。

b)本发明提供的太阳池提锂方法，基于碰撞成核原理，通过机械扰动、强化循环的方法提高碳酸锂结晶效率，在保证太阳池中部过渡层不被破坏的前提下，采用卤水混匀设备对底部析锂层卤水进行机械扰动和强制循环，使Na₂CO₃饱和溶液与太阳池析锂层卤水充分混合，大大增加卤水中Li⁺和CO₃ ^2-的碰撞结合机会，促使太阳池析锂层卤水的温度场和浓度场分布更加均匀，加速太阳池中碳酸锂的结晶析出，从而大幅提高太阳池锂收率。

c)本发明提供的太阳池提锂方法，步骤简单，易于操作，效果突出，而且经济环保，不会污染环境，具有广泛的应用前景。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明实施例中太阳池提锂方法流程示意图；

图2为本发明实施例中将碱液注入太阳池析锂层的过程示意图；

图3为本发明实施例中将碱液和富锂成卤混匀后灌入太阳池的过程示意图；

图4为本发明实施例中太阳池中潜水泵布置示意图。

附图标记：

1-太阳池主体；2-淡水层；3-过渡层；4-析锂层；5-潜水泵；6-搅拌槽；7-输卤渠；8-水管；9-水管出水口。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

本发明的一个实施例，公开了一种太阳池提锂方法，以碳酸盐型盐湖高Li⁺低CO₃ ^2-成卤为原料，在传统太阳池升温析锂的基础上，采用碳酸盐沉淀法，通过向灌入太阳池的富锂成卤中人为加入CO₃ ^2-，促使化学平衡2Li⁺+CO₃ ^2-→Li₂CO₃↓向右移动，使成卤中的Li⁺更多地以Li₂CO₃形式结晶析出，使得太阳池析锂层4卤水中的Li⁺沉淀更加完全，从而大幅提高碳酸锂收率。本发明的太阳池提锂方法，适用于所有太阳池，尤其适用于碳酸盐型盐湖卤水经冬季制卤后在每年年初形成的高Li⁺低CO₃ ^2-成卤，卤水中的Li⁺浓度在1.50g/L以上，CO₃ ^2-浓度在15.00g/L以上。太阳池结构如图2至图4所示，太阳池包括太阳池主体1，太阳池主体1包括池底、边坡和池埝，将富锂的卤水灌入太阳池得到的盐梯度太阳池，并在其表层铺设一层淡水，在纵向结构上，由下向上依次为析锂层4、过渡层3和淡水层2。

提高太阳池中碳酸锂结晶效率的方法，其操作流程如图1所示，包括如下步骤：

步骤1：向太阳池底部注入Na₂CO₃饱和溶液，得到底部为Na₂CO₃饱和溶液和富锂成卤的混合溶液的盐梯度太阳池；

步骤2：底部注入Na₂CO₃饱和溶液后的盐梯度太阳池中的碳酸锂析出完全；

步骤3：实施排卤操作，收集碳酸锂混盐。

在步骤1中，向太阳池底部注入Na₂CO₃饱和溶液得到底部为Na₂CO₃饱和溶液和富锂成卤的混合溶液的盐梯度太阳池采用如下两种方式，两种方式的区别在于加碱方式不同，具体为：

第一种方式，将碳酸盐型盐湖高Li⁺低CO₃ ^2-成卤经日晒蒸发浓缩形成富锂成卤，其中，富锂成卤即高Li⁺低CO₃ ^2-成卤，Li⁺浓度大于1.5g/L，将富锂成卤灌入太阳池；在富锂成卤表层铺设淡水层2；静置数日待盐梯度太阳池完全形成并进入稳定升温析锂阶段后，利用水泵将Na₂CO₃饱和溶液注入太阳池底部，使Na₂CO₃饱和溶液和富锂成卤进行混合，得到底部为Na₂CO₃饱和溶液和富锂成卤的混合溶液的盐梯度太阳池。

其中，加入Na₂CO₃饱和溶液的时机依据太阳池析锂层4卤水的温度而定，在卤水温度升至25℃以上且基本保持升温稳定后再进行加碱操作。利用水泵将Na₂CO₃饱和溶液通过管道在一定的注入速度下缓慢地注入太阳池底部的析锂层4，注入过程如图2所示，水泵的注入流速控制在30～100m³/h，此流速参数能够有效地避免太阳池的过渡层3(盐梯度层)的扰动和破坏。

第二种方式，将碳酸盐型盐湖高Li⁺低CO₃ ^2-成卤经日晒蒸发浓缩形成富锂成卤，其中，富锂成卤即高Li⁺低CO₃ ^2-成卤，Li⁺浓度大于1.5g/L；将Na₂CO₃饱和溶液加入到富锂成卤中混匀，将混匀后的Na₂CO₃饱和溶液和富锂成卤的混合溶液注入太阳池；在Na₂CO₃饱和溶液和富锂成卤的混合溶液表层铺设淡水层2；静置数日待盐梯度太阳池完全形成并进入稳定升温析锂阶段后，得到底部为Na₂CO₃饱和溶液和富锂成卤的混合溶液的盐梯度太阳池。也就是说，第二种方式中，在灌卤过程中加碱，先将Na₂CO₃饱和溶液和高Li⁺低CO₃ ^2-富锂成卤在输卤渠7中进行混合，再将混匀后的Na₂CO₃饱和溶液和富锂成卤通过水泵注入太阳池，得到底部为Na₂CO₃饱和溶液和富锂成卤的混合溶液的盐梯度太阳池，注入过程如图3所示。

本实施例中，向太阳池底部注入Na₂CO₃饱和溶液的体积依据灌入太阳池成卤的Li⁺和CO₃ ^2-浓度确定，注入Na₂CO₃饱和溶液与灌入太阳池成卤的体积比为1:30-1:8。

由于传统太阳池析锂层(下对流层)富锂卤水的温度和浓度的空间分布场不均匀，四周及底部较低，中间较高，碳酸锂的结晶析出不完全，再加上太阳池升温幅度不够高，结晶周期过长，造成碳酸锂总体析出率较低，沉锂效果不佳。为了使注入太阳池底部的Na₂CO₃饱和溶液与析锂层4的富锂成卤充分混合，在保证太阳池中部过渡层3不被破坏的前提下，采用卤水混匀设备对太阳池析锂层4的富锂成卤和Na₂CO₃饱和溶液的混合溶液进行机械扰动和强制循环(析锂层本身又叫作下对流层)。其中，卤水混匀设备为抽注水设备、搅拌设备中的一种或多种组合。通过采用卤水混匀设备对太阳池析锂层4的卤水进行机械扰动和强制循环，不仅能够大大增加卤水中Li⁺和CO₃ ^2-的碰撞结合机会，还能促使太阳池析锂层4(下对流层)卤水的温度场和浓度场分布更加均匀，从而加速太阳池中碳酸锂的结晶析出，提高碳酸锂的结晶效率。

本实施例的一个优选方式，采用搅拌设备对太阳池析锂层4的Na₂CO₃饱和溶液和富锂成卤的混合溶液进行机械扰动和强制对流循环。搅拌设备布置在析锂层4中，如在太阳池的池底和/或边坡设置搅拌设备，多台搅拌设备分散放置于池底或边坡不同位置，搅拌设备在析锂层4中的垂直摆放位置在或不在同一水平面。

进一步地，搅拌设备为潜水搅拌机，在太阳池边坡上和池底布置数台潜水搅拌机，潜水搅拌机的数量根据池体容积、潜水搅拌机的功率以及布置方式确定。其中，位于太阳池边坡上潜水搅拌机的垂直摆放位置在或不在同一水平面，潜水搅拌机距离池底垂直高度的最大值为析锂层厚度的7/10，也就是说，潜水搅拌机的摆放位置，位于太阳池池底至析锂层4表面以下3/10析锂层厚度处的范围内，处于最高点的潜水搅拌机，不超过析锂层4表面以下3/10析锂层厚度处。通过在太阳池池底和边坡设置潜水搅拌机，能够使太阳池析锂层4(下对流层)的卤水进行对流循环，以达到搅动混匀的效果，卤水中Li⁺和CO₃ ^2-的反应更快、更彻底。

本实施例的一个优选方式，采用抽注水设备对太阳池析锂层4的Na₂CO₃饱和溶液和富锂成卤的混合溶液进行机械扰动和强制对流循环。具体的，在太阳池底部设置抽注水设备，抽注水设备的进水口与出水口均位于析锂层4，抽注水设备的进水口位于抽注水设备的主体上，抽注水设备的出水口通过管道引入到析锂层4中其他位置，抽注水设备设置于析锂层4内，抽注水设备的垂直摆放位置距离太阳池池底的高度相同，在析锂层4中的垂直摆放位置在同一水平面；或者，抽注水设备的垂直摆放位置距离太阳池池底的高度不完全相同，抽注水设备在析锂层4中的垂直摆放位置在或者不在同一水平面。抽注水设备数量根据池体容积和抽注水设备流量确定。

进一步地，为了促使太阳池析锂层4卤水的温度场和浓度场分布更加均匀，多台潜水泵5在析锂层4中呈分散布置。在水平布置方式上，多台潜水泵5的水平摆放位置为对角摆放或等距摆放或其他摆放形式，根据太阳池底面积确定潜水泵5的数量，平均每200～2000m²放置一台潜水泵5；在垂直布置方式上，潜水泵5放置于距离太阳池池底一定高度处，各台潜水泵5的垂直摆放高度不同，多台潜水泵5的垂直摆放位置在或不在同一水平面，多个潜水泵5中，距离池底垂直高度的最大值为析锂层厚度的7/10。也就是说，潜水泵5的垂直摆放位置，位于太阳池池底至析锂层4表面以下3/10析锂层厚度处的范围内，而处于最高点的潜水泵5位于不超过析锂层4表面以下3/10析锂层厚度处。潜水泵5的出水口通过水管8沿边坡引出到池埝，再沿池体边缘环绕后插入到池底另一端，也即每台潜水泵5的出水口均连接有水管8，水管出水口9一端沿边坡引出到池埝，再沿池体边缘环绕后插入到池底另一端，同一台潜水泵5的进水口的与水管出水口9之间具有一定距离，同一台潜水泵5的进水口的进水流向与水管出水口9的出水流向相同，每一台潜水泵5均构成一条循环路径，不同潜水泵5的循环路径之间能够相互影响，开启潜水泵5并控制潜水泵5的流量，在析锂层4中不断进行循环抽卤和灌卤操作，在不破坏太阳池过渡层3的前提下，使太阳池析锂层4的富锂卤水在机械扰动、强制对流循环的作用下形成混合对流，促使析锂层4卤水的温度场和浓度场分布更加均匀，从而提高碳酸锂的结晶效率。

本实施例中，控制潜水泵5的流量范围在30～100m³/h，以防止扰动和破坏太阳池的过渡层。

为了实现更好的循环对流搅拌效果，多台潜水泵5的流量不完全相同，通过控制不同位置潜水泵5流速，控制不同潜水泵5的循环对流能力，由于各循环路径的循环对流能力存在差异，不同潜水泵5循环路径之间的流体运动互相影响，从而使太阳池析锂层4的混合对流效果更好。

本实施例中，在步骤1之后、步骤2太阳池中碳酸锂析出完全前，对太阳池析锂层4中Na₂CO₃饱和溶液与富锂成卤的混合溶液进行反复多次的机械扰动、强制对流循环操作。当太阳池析锂层4中富锂成卤升温至30℃以上并且升温稳定后再进行机械扰动、强制对流循环操作，自富锂成卤进入稳定升温析锂阶段到排卤期间，机械扰动次数为1～10次。单次机械扰动的时长依据太阳池析锂层4混合溶液的温度、Li⁺和CO₃ ^2-浓度的径向分布均匀程度而定，单次机械扰动时长为1～120h。

需要说明的是，本实施例采用机械扰动、强制对流循环的操作方式，不限于使用潜水泵5进行循环抽卤、灌卤操作，其他如自吸泵、机械搅拌、鼓泡、超声振荡等方式均可达到促使太阳池析锂层4卤水的温度场和浓度场分布更加均匀的目的。

本实施例步骤3中，在底部为Na₂CO₃饱和溶液和富锂成卤的混合溶液的盐梯度太阳池中的碳酸锂析出完全后，实施排卤操作，收集碳酸锂混盐。

步骤2中，在碳酸锂析出过程中，监测太阳池底部析锂层4中卤水(Na₂CO₃饱和溶液与富锂成卤的混合溶液)的Li⁺浓度，待碳酸锂基本析出完全后实施排卤操作，采收晾晒并称重计量池底及边坡析出的碳酸锂混盐。其中，太阳池析锂层4碳酸锂析出完全的判断依据是监测太阳池析锂层4中卤水的Li⁺浓度，当Li⁺浓度至1.0g/L以下认为碳酸锂析出完全。

本实施例中，步骤1之前还包括制备Na₂CO₃饱和溶液步骤，具体为：在搅拌槽6中装入一定量淡水，在不断搅拌的同时加入工业纯碱，再继续搅拌直至Na₂CO₃完全溶解，制得Na₂CO₃饱和溶液。

需要注意到的是，配制好的碱液应尽快迅速地从搅拌槽6中彻底排出，否则易受温度降低影响而大量结晶析出，造成搅拌槽6内壁结垢不易清理。本实施例的一个优选方式，搅拌槽6设置有加热器，加热器设置在搅拌槽6内壁或槽底，加热器与太阳能供电设备连接，太阳能供电设备用于为加热器供电。采用具备加热功能的搅拌槽6制备Na₂CO₃饱和溶液，能够使自加热搅拌槽6内的Na₂CO₃饱和溶液维持在指定温度，避免因温度降低导致大量结晶析出。

考虑到太阳池建在偏远山区，野外施工无法正常供电，如西藏地区各大富锂盐湖周边配电条件非常差，搅拌槽6的加热器由太阳能供电设备供电，加热器设置有蓄电池，不仅解决了偏远山区配电条件差无法满足设备供电的问题，还能保证搅拌槽6能够夜里或阴天时正常工作，保证了提锂工作的连续性。

与现有技术相比，本实施例提供的太阳池提锂方法，以碳酸盐型盐湖高Li⁺低CO₃ ^2-成卤为原料，在传统太阳池升温析锂的基础上，采用碳酸盐沉淀法，通过向灌入太阳池的富锂成卤中人为加入CO₃ ^2-，使成卤中的Li⁺更多地以Li₂CO₃形式结晶析出，从而使得太阳池析锂层卤水中的Li⁺沉淀更加完全，大幅提高碳酸锂收率。在太阳池完成灌卤并制作形成盐梯度太阳池后，将配制好的Na₂CO₃饱和溶液注入太阳池底部，通过机械扰动、强化对流循环的方法，即采用卤水混匀设备使Na₂CO₃饱和溶液与太阳池析锂层卤水充分混合均匀，促使太阳池析锂层卤水的温度场和浓度场分布更加均匀，从而加速太阳池中碳酸锂的结晶析出，从而大幅提高太阳池锂收率。本实施例的太阳池提锂方法，应用广泛，适用于所有太阳池，易于操作，经济环保，能够在生产上推广实施。

实施例1：

选取西藏扎布耶矿区某车间A1太阳池开展扰动实验(未加碳酸钠，仅扰动)。A1太阳池的底面积为2500m²，灌卤深度为2m，在距离A1太阳池底部50cm处对角放置2台潜水泵，潜水泵的功率为3kw，潜水泵的流量控制为50m³/h。待A1太阳池中浓缩富锂卤水升温基本稳定，卤水温度达40℃时开始进行第一次机械扰动，第一次周期时长共计64小时。间隔两个月后又进行第二次机械扰动，第二次周期时长共计50小时。在第一次、第二次扰动前、后分别对A1太阳池进行了纵向观测取样及卤水Li⁺浓度的测试分析，得到表1所示的测试结果。

表1 A1太阳池卤水Li⁺浓度的测试结果

待A1太阳池析锂结束后，待排卤完对池内固样进行收盐称重并取样分析，A1太阳池共计获得碳酸锂混盐重量为38.53吨，碳酸锂品位为78.8％。

对比例1：

选取西藏扎布耶矿区某车间A2太阳池作为对比池，A2太阳池的底面积为2500m²，灌卤深度为2m，灌入的浓缩富锂卤水组成同A1太阳池。A2太阳池按传统太阳池升温析锂工艺操作，未进行扰动，也未加碳酸钠。分别在灌卤后和排卤前对A2太阳池进行纵向观测取样及卤水Li⁺浓度的测试分析，得到表2所示的测试结果。

表2 A2太阳池卤水Li⁺浓度的测试结果

待A2太阳池析锂结束后，待排卤完对池内固样进行收盐称重并取样分析，A2太阳池共计获得碳酸锂混盐重量为28.24吨，碳酸锂品位为72.2％。

通过实施例1和对比例1可知，A1太阳池(有扰动，未加碳酸钠)与A2太阳池(未扰动，未加碳酸钠)相比较，碳酸锂混盐产量增加了10.29吨，碳酸锂收率提高36.43％，碳酸锂混盐品位提高了6.6％。因此，本实施例中采用卤水混匀设备对太阳池底部的析锂层富锂卤水进行机械扰动和强制对流循环操作，对提高太阳池的单池碳酸锂混盐产量和品位均有明显效果。

实施例2：

选取西藏扎布耶矿区某车间B1太阳池，利用本发明的太阳池提锂方法对B1太阳池开展传统太阳池升温析锂辅以碳酸盐沉淀法进行实验。其中，原卤Li⁺浓度为2.03g/L，CO₃ ^2-浓度为19.46g/L，是典型的高Li⁺低CO₃ ^2-成卤。B1太阳池的底面积为2500m²，灌卤深度为2m，再在表层铺设一层厚度为1m的淡水，静置数日待盐梯度太阳池完全形成并进入稳定升温析锂阶段，卤水温度达30℃且保持升温稳定后，进行加碱操作。加碱方式采用第一种方式，共加碱105吨，碱液经水泵注入太阳池析锂层的方式，即利用1台水泵(3kw)将配制好的Na₂CO₃饱和溶液通过管道缓慢注入太阳池底部，水泵的流量控制为50m³/h。在加碱后、排卤前分别对B1太阳池进行了纵向观测取样及卤水Li⁺和CO₃ ^2-浓度的测试分析，得到表3所示的测试结果。

表3 B1太阳池卤水Li⁺和CO₃ ^2-浓度的测试结果

待B1太阳池析锂结束后，待排卤完对池内固样进行收盐称重并取样分析，B1太阳池共计获得碳酸锂混盐重量为51.64吨，碳酸锂品位为78％。

实施例3：

选取西藏扎布耶矿区某车间B2太阳池，利用本发明的太阳池提锂方法对B2太阳池开展传统太阳池升温析锂辅以碳酸盐沉淀法进行实验。其中，原卤Li⁺浓度为2.02g/L，CO₃ ^2-浓度为27.73g/L，属高Li⁺低CO₃ ^2-成卤。B2太阳池的底面积为2500m²。加碱方式采用第二种方式，共加碱108.45吨，碱液和成卤在输卤渠混匀后一同灌入太阳池的方式，即将配制好的Na₂CO₃饱和溶液注入输卤渠，与成卤在输卤渠混合后再利用1台水泵，潜水泵的功率为3kw，将混合溶液一起灌入太阳池底部，水泵的流量控制为50m³/h。灌卤深度为2m，再在表层铺设一层厚度为1m的淡水，静置数日待盐梯度太阳池完全形成并进入稳定升温析锂阶段，卤水温度达30℃。在加碱后、排卤前分别对B2太阳池进行了纵向观测取样及卤水Li⁺和CO₃ ^2-浓度的测试分析，得到表4所示的测试结果。

表4 B2太阳池卤水Li⁺和CO₃ ^2-浓度的测试结果

待B2太阳池析锂结束后，待排卤完对池内固样进行收盐称重并取样分析，B2太阳池共计获得碳酸锂混盐重量为63.3吨，碳酸锂品位为78.25％。

对比例2：

选取西藏扎布耶矿区某车间B3太阳池作为对比池，按传统太阳池升温析锂工艺操作，未采用碳酸盐沉淀法。其中，原卤Li⁺浓度为1.80g/L，CO₃ ^2-浓度为44.45g/L，属高Li⁺低CO₃ ^2-成卤。B3太阳池的底面积为2500m²，灌卤深度为2m，再在表层铺设一层厚度为1m的淡水，静置数日待盐梯度太阳池完全形成并进入稳定升温析锂阶段，卤水温度达30℃。对B3太阳池进行了纵向观测取样及卤水Li⁺和CO₃ ^2-浓度的测试分析，得到表5所示的测试结果。

表5 B3太阳池卤水Li⁺和CO₃ ^2-浓度的测试结果

待B3太阳池析锂结束后，待排卤完对池内固样进行收盐称重并取样分析，B3太阳池共计获得碳酸锂混盐重量为28.24吨，碳酸锂品位为72.2％。

通过实施例2、实施例3和对比例2可知，B1、B2太阳池(采用本发明的太阳池提锂方法)与B3太阳池(传统太阳池升温析锂未辅以碳酸盐沉淀法)相比较，碳酸锂混盐产量分别增加了23.4吨和35.1吨，碳酸锂收率分别提高82.86％和124％，碳酸锂混盐品位分别提高了5.8％和6％。因此，本发明采用传统太阳池升温析锂辅以碳酸盐沉淀法，对于提高高Li⁺低CO₃ ^2-成卤的锂收率效果显著，单池碳酸锂混盐产量和品位都有大幅度提高，碳酸锂品位可达75％以上。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳池提锂方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：向太阳池底部注入Na₂CO₃饱和溶液，得到底部为Na₂CO₃饱和溶液和富锂成卤的混合溶液的盐梯度太阳池；

步骤2：底部注入Na₂CO₃饱和溶液后的盐梯度太阳池中的碳酸锂析出完全；

步骤3：实施排卤操作，收集碳酸锂混盐。

2.根据权利要求1所述的太阳池提锂方法，其特征在于，所述步骤1包括如下步骤：

将碳酸盐型盐湖高Li⁺低CO₃ ^2-成卤经日晒蒸发浓缩形成富锂成卤，将富锂成卤灌入太阳池；

在富锂成卤表层铺设淡水层(2)；

静置，待盐梯度太阳池完全形成并进入稳定升温析锂阶段后，利用水泵将Na₂CO₃饱和溶液注入太阳池，Na₂CO₃饱和溶液和富锂成卤混匀，得到底部为Na₂CO₃饱和溶液和富锂成卤的混合溶液的盐梯度太阳池。

3.根据权利要求1所述的太阳池提锂方法，其特征在于，所述步骤1包括如下步骤：

将碳酸盐型盐湖高Li⁺低CO₃ ^2-成卤经日晒蒸发浓缩形成富锂成卤；

将Na₂CO₃饱和溶液加入到富锂成卤中混匀，将混匀后的Na₂CO₃饱和溶液和富锂成卤的混合溶液注入太阳池；

在Na₂CO₃饱和溶液和富锂成卤的混合溶液表层铺设淡水层(2)；

静置，待盐梯度太阳池完全形成并进入稳定升温析锂阶段后，得到底部为Na₂CO₃饱和溶液和富锂成卤的混合溶液的盐梯度太阳池。

4.根据权利要求2或3所述的太阳池提锂方法，其特征在于，所述富锂成卤中Li⁺浓度大于1.5g/L。

5.根据权利要求2或3任一项所述的太阳池提锂方法，其特征在于，所述Na₂CO₃饱和溶液与富锂成卤的体积比为1:30-1:8。

6.根据权利要求1至3任一项所述的太阳池提锂方法，其特征在于，所述步骤1之前还包括如下步骤：

制备Na₂CO₃饱和溶液。

7.根据权利要求6所述的太阳池提锂方法，其特征在于，采用搅拌槽(6)制备Na₂CO₃饱和溶液。

8.根据权利要求7所述的太阳池提锂方法，其特征在于，所述搅拌槽(6)设有加热器，所述加热器与太阳能供电设备连接，太阳能供电设备用于为加热器供电。。

9.根据权利要求1至8所述的太阳池提锂方法，其特征在于，所述步骤2中，判断碳酸锂析出完全的依据为：监测太阳池析锂层(4)中卤水的Li⁺浓度，当Li⁺浓度降至1.0g/L以下认为碳酸锂析出完全。

10.根据权利要求1至3、6至8任一项所述的太阳池提锂方法，其特征在于，在步骤1之后、步骤2之前，采用卤水混匀设备对太阳池底部的Na₂CO₃饱和溶液与富锂成卤的混合溶液进行反复多次的机械扰动以及强制循环操作。

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