CN111826524A - 一种利用吸附剂从盐湖卤水中提锂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用吸附剂从盐湖卤水中提锂的方法，包括如下步骤：S01：过滤之后的盐湖卤水通过锰系锂离子筛吸附剂，使得盐湖卤水中的锂离子吸附在所述锰系锂离子筛吸附剂上；S02：采用清洗液清洗所述锰系锂离子筛吸附剂中的杂质离子；S03：采用洗脱剂清洗所述锰系锂离子筛吸附剂，使得吸附在所述锰系锂离子筛吸附剂中的锂离子脱离至洗脱剂中，得到解析液；S04：采用清洗液清洗所述锰系锂离子筛吸附剂，将所述锰系锂离子筛吸附剂中的洗脱剂清洗干净；S05：对所述解析液进行浓缩，得到含锂溶液。本发明提供的一种利用吸附剂从盐湖卤水中提锂的方法，工艺简单，操作容易，极大得缩减了提锂的成本和时间。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子提纯领域，具体涉及一种利用吸附剂从盐湖卤水中提锂的方法。
背景技术
锂是自然界最轻的金属元素，在周期表中居IA族碱金属首位，是最轻的、最活泼的碱金属。因其应用领域广泛，被誉为“工业味精”；又由于锂具有各种元素中最高的标准氧化电势，因而是电池和电源领域无可争议的最佳元素，故也被称为“能源金属”。
根据原材料不同，提锂工艺可以分为矿石提锂和卤水提锂两种工艺路线。矿石提锂是最早开始采用的工艺路线，由于矿石中锂总储量较少，能耗较大，且经过数百年的开采，优质资源已濒临枯竭，导致生产成本较高，而盐湖卤水的锂资源占中国锂资源储量的71％，加之卤水提锂的工艺相对简单、成本相对较低，因此卤水提锂已成为主流的研究工艺。
青海西藏等地的盐湖中含锂量较高，目前的提锂方法中，西藏盐湖主要使用太阳池法进行工业提锂，该方法从盐湖卤水到锂资源产品的生产周期较长，通常需要以年为单位进行统计，耗时较长，严重影响提锂的效率。青海盐湖主要使用铝系吸附法进行工业提锂，该方法需要对盐湖卤水进行升温等预处理，对于高海拔低温环境来说，升温等预处理必然会增加更多的功耗，且该方法提取的含锂溶液浓度较低，后续也需要进行多步提纯工艺，进而使得整个提取工艺耗时耗力。
为了简化盐湖卤水提锂工艺，需要寻找适合青海西藏等高海拔且工业基础相对较差区域的新的盐湖提锂方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用吸附剂从盐湖卤水中提锂的方法，工艺简单，操作容易，极大得缩减了提锂的成本和时间。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种利用吸附剂从盐湖卤水中提锂的方法，包括如下步骤：
S01：过滤之后的盐湖卤水通过锰系锂离子筛吸附剂，使得盐湖卤水中的锂离子吸附在所述锰系锂离子筛吸附剂上；
S02：采用清洗液清洗所述锰系锂离子筛吸附剂中的杂质离子；
S03：采用洗脱剂清洗所述锰系锂离子筛吸附剂，使得吸附在所述锰系锂离子筛吸附剂中的锂离子脱离至洗脱剂中，得到解析液；
S04：采用清洗液清洗所述锰系锂离子筛吸附剂，将所述锰系锂离子筛吸附剂中的洗脱剂清洗干净；
S05：对所述解析液进行浓缩，得到含锂溶液。
进一步地，所述盐湖卤水的pH值为5-12，且锂离子浓度大于等于1ppm。
进一步地，所述解析液中锂离子浓度为500-5000ppm。
进一步地，所述步骤S04中洗脱剂为0.1-2mol/L的盐酸溶液或者0.1-2mol/L的硝酸溶液或者0.1-2mol/L的草酸溶液或者0.05-1mol/L的磷酸溶液或者0.05-1mol/L硫酸溶液。
进一步地，所述清洗液为去离子水或者蒸馏水或者过滤后的河水。
进一步地，所述步骤S01中采用滤网过滤掉盐湖卤水中的颗粒状杂质。
进一步地，所述步骤S01-步骤S05中提取含锂溶液的温度范围为零下20℃至80℃之间。
进一步地，所述盐湖卤水来源于西藏或者青海地区的盐湖。
进一步地，所述步骤S01中过滤之后的盐湖卤水在锰系锂离子筛吸附剂中停留时间为0.1-20小时。
进一步地，所述步骤S02和步骤S04中清洗液在锰系锂离子筛吸附剂中停留时间为0.05-10小时。
本发明具有如下有益效果：本发明相比于太阳池法，可以将盐湖卤水提锂的生产周期从以年为单位缩短到以小时为单位，大大提高了生产效率；本发明相比于铝系吸附法，减少了对盐湖卤水的预处理以及对提取液的浓缩工艺处理，大幅度降低了提锂工艺的生产成本；除此以外，本发明方法可以在零下20℃正常使用，适用于高海拔地区的低温环境；本发明工艺简单，操作容易，尤其适用于青海西藏等工业基础相对较差的区域；本发明最终获取的解析液含锂量高，简化了后续浓缩工艺，大幅度降低了生产成本。
附图说明
附图1为本发明利用吸附剂从盐湖卤水中提锂方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
一种利用吸附剂从盐湖卤水中提锂的方法，包括如下步骤：
S01：过滤之后的盐湖卤水通过锰系锂离子筛吸附剂，使得盐湖卤水中的锂离子吸附在锰系锂离子筛吸附剂上。
本发明适用于盐湖卤水的pH值为5-12范围内的任何含锂盐湖，并且盐湖卤水中锂离子浓度大于等于1ppm。优选地，本发明中盐湖卤水来源于西藏或者青海地区的盐湖。
本发明中锰系锂离子筛吸附剂可以采用现有技术中任意的锰系锂离子筛吸附剂，具体可以但不限于为多孔锰系锂离子筛吸附剂、六方片状锰系锂离子筛吸附剂、六方枝状锰系锂离子筛吸附剂中的一种或多种。
本步骤可以但不限于采用滤网过滤掉盐湖卤水中的颗粒状杂质，主要用于去除盐湖卤水中的砂石等颗粒状杂质。具体过滤时采用的滤网或滤筛的目数可以根据工艺需求进行选择。
在实际工艺中，根据锰系锂离子筛吸附剂的体积，盐湖卤水可以以5-30BV/h的空间速度通过锰系锂离子筛吸附剂，且盐湖卤水在锰系锂离子筛吸附剂中停留时间为0.1-20小时，确保盐湖卤水中的锂离子充分吸附在锰系锂离子筛吸附剂上。具体空间速度和停留时间可以根据工艺需求及设备进行选择。
本步骤可以在温度范围为零下20℃至80℃之间的环境下进行，即在高海拔低温环境中同样适用。
S02：采用清洗液清洗锰系锂离子筛吸附剂中的杂质离子。
本步骤中清洗液为去离子水或者蒸馏水或者过滤后的河水，清洗的目的是为了去除锰系锂离子筛吸附剂中的杂质离子，例如铁离子、钠离子等等。本发明中锰系锂离子筛吸附剂中约99％的氢离子会和盐湖卤水中的锂离子发生离子交换，剩余约1％的氢离子会和盐湖卤水中与锂离子半径或电荷分布接近的杂质离子发生离子交换。通过合理设置锰系锂离子筛吸附剂的体积，可以确保盐湖卤水中的锂离子基本全部吸附在锰系锂离子筛吸附剂中，此时，采用清洗液进行清洗，可以去除盐湖卤水锂离子之外大部分的其他杂质离子。
本步骤中也可以采用过滤后的河水进行清洗，主要是考虑到其来源广，成本低，无需任何处理即可获取。这里的河水指的是接近淡水的河水，基本不含杂质离子；过滤是为了去除河水中的颗粒状杂质；过滤后的河水类似于去离子水，仅仅起到冲洗锰系锂离子筛吸附剂的作用。
在实际工艺中，根据锰系锂离子筛吸附剂的体积，清洗剂可以以5-30BV/h的空间速度通过锰系锂离子筛吸附剂，且清洗剂在锰系锂离子筛吸附剂中停留时间为0.05-10小时，确保锰系锂离子筛吸附剂中的杂质离子被充分去除。具体空间速度和停留时间可以根据工艺需求及设备进行选择。
本步骤可以在温度范围为零下20℃至80℃之间的环境下进行，即在高海拔低温环境中同样适用。
S03：采用洗脱剂清洗锰系锂离子筛吸附剂，使得吸附在锰系锂离子筛吸附剂中的锂离子脱离至洗脱剂中，得到解析液。
本发明中洗脱剂可以但不限于为0.1-2mol/L的盐酸溶液或者0.1-2mol/L的硝酸溶液或者0.1-2mol/L的草酸溶液或者0.05-1mol/L的磷酸溶液或者0.05-1mol/L硫酸溶液。洗脱剂清洗锰系锂离子筛吸附剂过程中，会将锰系锂离子筛吸附剂中吸附的锂离子置换出来，并使得锂离子跟随洗脱剂一起排出，包含锂离子的洗脱剂即为解析液，本发明中获取的解析液中锂离子浓度为500-5000ppm。
在实际工艺中，根据锰系锂离子筛吸附剂的体积，洗脱剂可以以5-30BV/h的空间速度通过锰系锂离子筛吸附剂，吸附在锰系锂离子筛吸附剂中的锂离子洗脱至洗脱剂中。具体空间速度可以根据工艺需求及设备进行选择。
本步骤可以在温度范围为零下20℃至80℃之间的环境下进行，即在高海拔低温环境中同样适用。
S04：采用清洗液清洗锰系锂离子筛吸附剂，将锰系锂离子筛吸附剂中的洗脱剂清洗干净。
本步骤中清洗液可以与步骤S02中相同，可以但不限于为去离子水或者蒸馏水或者过滤后的河水，清洗的目的是为了去除锰系锂离子筛吸附剂中的洗脱剂。这里的河水指的是接近淡水的河水，基本不含杂质离子；过滤是为了去除河水中的颗粒状杂质。如上所述，洗脱剂为酸性溶液，长期处于锰系锂离子筛吸附剂中会损坏锰系锂离子筛吸附剂，进而影响锰系锂离子筛吸附剂的使用寿命，因此，需要及时进行清洗，确保锰系锂离子筛吸附剂对锂离子的置换效果。
在实际工艺中，根据锰系锂离子筛吸附剂的体积，清洗剂可以以5-30BV/h的空间速度通过锰系锂离子筛吸附剂，且清洗剂在锰系锂离子筛吸附剂中停留时间为0.05-10小时，确保锰系锂离子筛吸附剂中的洗脱剂被充分去除。具体空间速度和停留时间可以根据工艺需求及设备进行选择。
本步骤可以在温度范围为零下20℃至80℃之间的环境下进行，即在高海拔低温环境中同样适用。
S05：对解析液进行浓缩，得到含锂溶液。具体的浓酸工艺可以采用现有技术中任意浓缩工艺进行，在此不做详细介绍。
本发明相比于太阳池法，可以将盐湖卤水提锂的生产周期从以年为单位缩短到以小时为单位，大大提高了生产效率；本发明相比于铝系吸附法，减少了对盐湖卤水的预处理以及对提取液的浓缩工艺处理，大幅度降低了提锂工艺的生产成本；除此以外，本发明方法可以在零下20℃正常使用，适用于高海拔地区的低温环境；本发明工艺简单，操作容易，尤其适用于青海西藏等工业基础相对较差的区域；本发明最终获取的解析液含锂量高，简化了后续浓缩工艺，大幅度降低了生产成本。
以上所述仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用于限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种利用吸附剂从盐湖卤水中提锂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S01：过滤之后的盐湖卤水通过锰系锂离子筛吸附剂，使得盐湖卤水中的锂离子吸附在所述锰系锂离子筛吸附剂上；
S02：采用清洗液清洗所述锰系锂离子筛吸附剂中的杂质离子；
S03：采用洗脱剂清洗所述锰系锂离子筛吸附剂，使得吸附在所述锰系锂离子筛吸附剂中的锂离子脱离至洗脱剂中，得到解析液；
S04：采用清洗液清洗所述锰系锂离子筛吸附剂，将所述锰系锂离子筛吸附剂中的洗脱剂清洗干净；
S05：对所述解析液进行浓缩，得到含锂溶液。
2.根据权利要求1所述的一种利用吸附剂从盐湖卤水中提锂的方法，其特征在于，所述盐湖卤水的pH值为5-12，且锂离子浓度大于等于1ppm。
3.根据权利要求1所述的一种利用吸附剂从盐湖卤水中提锂的方法，其特征在于，所述解析液中锂离子浓度为500-5000ppm。
4.根据权利要求1所述的一种利用吸附剂从盐湖卤水中提锂的方法，其特征在于，所述步骤S04中洗脱剂为0.1-2mol/L的盐酸溶液或者0.1-2mol/L的硝酸溶液或者0.1-2mol/L的草酸溶液或者0.05-1mol/L的磷酸溶液或者0.05-1mol/L硫酸溶液。
5.根据权利要求1所述的一种利用吸附剂从盐湖卤水中提锂的方法，其特征在于，所述清洗液为去离子水或者蒸馏水或者过滤后的河水。
6.根据权利要求1所述的一种利用吸附剂从盐湖卤水中提锂的方法，其特征在于，所述步骤S01中采用滤网过滤掉盐湖卤水中的颗粒状杂质。
7.根据权利要求1所述的一种利用吸附剂从盐湖卤水中提锂的方法，其特征在于，所述步骤S01-步骤S05中提取含锂溶液的温度范围为零下20℃至80℃之间。
8.根据权利要求1所述的一种利用吸附剂从盐湖卤水中提锂的方法，其特征在于，所述盐湖卤水来源于西藏或者青海地区的盐湖。
9.根据权利要求1所述的一种利用吸附剂从盐湖卤水中提锂的方法，其特征在于，所述步骤S01中过滤之后的盐湖卤水在锰系锂离子筛吸附剂中停留时间为0.1-20小时。
10.根据权利要求1所述的一种利用吸附剂从盐湖卤水中提锂的方法，其特征在于，所述步骤S02和步骤S04中清洗液在锰系锂离子筛吸附剂中停留时间为0.05-10小时。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201027 |
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