CN113336249A - 一种提锂太阳池及提锂方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提锂太阳池及提锂方法，涉及提锂技术领域，解决了现有野外太阳池的提锂收率较低的问题。本发明的提锂太阳池包括结晶池以及设于结晶池的底面的成核基体；提锂方法包括如下步骤：将成核基体置于结晶池内；向结晶池内灌卤，在卤水表层铺设淡水层，静置数日，制得盐梯度太阳池；待盐梯度太阳池进入稳定升温析锂阶段，监测太阳池底部析锂层卤水的Li⁺浓度，碳酸锂在结晶池内和成核基体上结晶析出。本发明的提锂太阳池及提锂方法可用于提锂，锂收率高。

Description

一种提锂太阳池及提锂方法

技术领域

本发明涉及提锂技术领域，尤其涉及一种提锂太阳池及提锂方法。

背景技术

盐梯度太阳池提锂技术是基于碳酸锂溶解度的负温度效应，充分利用太阳能资源来加热升温富锂卤水，促使碳酸锂结晶析出的方法，非常适用于我国青藏高原地区的碳酸盐型锂盐湖，成本低廉，绿色环保，目前已经成功应用于西藏扎布耶盐湖的锂资源产业化开发。

但是，传统盐梯度太阳池技术因单纯依靠太阳能获取热量，结晶池底部析锂层(即下对流层)卤水的升温幅度较小，且温度和浓度的空间分布场不均匀，四周和底部的温度较低，中间的温度较高，导致太阳池四周和底部的提锂效果不佳，Li⁺沉淀不完全，导致碳酸锂的收率较低，而在沉锂后排出的尾卤中Li⁺浓度仍然较高，锂损失严重。

发明内容

鉴于上述分析，本发明旨在提供一种提锂太阳池及提锂方法，解决了现有野外太阳池提锂的收率较低的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种提锂太阳池，包括结晶池以及设于结晶池内的成核基体，结晶池建造在野外盐湖区。

进一步地，成核基体的摆放形式为沿结晶池的底面横向、纵向或斜向摆放或悬挂放置。

进一步地，上述成核基体包括支撑件以及设于支撑件之间的成核件，成核件通过支撑框架设置在结晶池内。

进一步地，成核件上开设网孔，网孔的形状为方形孔或圆形孔，网孔的孔径控制在1mm～10mm。

进一步地，成核基体包括棉织品、塑料网、金属网、生物质中的一种或多种组合。

进一步地，成核基体为网状结构、刺球状结构或其他立体状。

进一步地，结晶池内布置多个成核基体。

进一步地，上述成核件为风滚草团。

进一步地，结晶池的底面均匀布置内均匀或非均匀放置多个成核基体。

进一步地，多个成核基体单独设置或者相互连接构成整体。

进一步地，相邻两个成核基体的间距控制1～20m。

进一步地，相邻两个成核基体通过连接件固定连接。

进一步地，连接件包括两根连接杆，连接杆靠近成核基体的一端与成核基体转动连接，两个连接杆通过相互配合的外螺纹和内螺纹配合连接。

进一步地，上述连接管的外管壁开设两条紧固槽，上述连接件还包括紧固件，紧固件的一端与结晶池底面固定连接，紧固件的另一端设有U型件，U型件的内壁设有两个弹性凸起，弹性凸起插入紧固槽中。

进一步地，上述成核基体通过固定件(例如，角铁)固定在结晶池的底面上或悬挂于结晶池内。

进一步地，成核基体的高度小于或等于结晶池内卤水层的高度。

第二方面，本发明还提供了一种提锂方法，包括如下步骤：

步骤A：将成核基体置于结晶池内；

步骤B：向结晶池内灌卤，在卤水表层铺设淡水层，静置数日，制得盐梯度太阳池；

步骤C：待盐梯度太阳池进入稳定升温析锂阶段，监测太阳池底部析锂层卤水的Li⁺浓度，碳酸锂在结晶池内和成核基体上结晶析出，待碳酸锂基本析出完全后方可实施排卤操作，采收晾晒并称重计量池底、边坡以及成核基体上析出的碳酸锂混盐。

进一步地，在步骤A之前，还包括：在野外盐湖区建造结晶池。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

a)本发明提供的提锂太阳池，采用立体结晶法，在结晶池内设置成核基体，成核基体的存在能够诱发非均匀成核，为碳酸锂的成核提供更多的固-液接触面和附着基体，大大降低成核位垒，使得成核更容易发生，加速下一步晶体的生长，从而提高太阳池中碳酸锂的结晶析出效率，上述提锂太阳池具有效果突出、易于操作、经济环保等特点，适用于野外提锂太阳池的工业化提锂生产。

b)本发明提供的提锂太阳池，成核基体通过开设网孔以增大表面积，晶体不仅能够在成核基体的表面形成，还能够在成核基体内的网孔孔壁上形成，从而能够进一步促进晶体的生长，提高碳酸锂的收率。

c)本发明提供的提锂太阳池，碳酸锂晶体是按树枝状方式长大，刺球状的风滚草更加有利于碳酸锂晶体的生长。

d)本发明提供的提锂太阳池，连接件包括两根连接杆，连接杆靠近成核基体的一端与成核基体转动连接，两个连接杆通过相互配合的外螺纹和内螺纹配合连接。在实际应用中，对于锂浓度不同的成卤，相邻两个成核基体的间距需要进行适当调整，连接件采用上述结构，通过调整外螺纹内螺纹的配合长度，能够调整相邻两个成核基体的间距，从而提高上述提锂太阳池的适用性。

e)本发明提供的提锂太阳池，通过紧固件将弹性凸起插入紧固槽中，能够将连接杆与结晶池底面固定连接，从而避免连接杆发生转动；此外，连接杆通过紧固件与结晶池底面固定连接，还能够对连接杆进行支撑，减少两根连接杆的外螺纹和内螺纹连接处在重力的作用下发生变形。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的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在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体发明的目的，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为本发明提供的提锂太阳池的结构示意图；

图2为本发明提供的提锂太阳池中连接杆和紧固件的结构示意图；

图3为本发明提供的提锂太阳池中铁丝刺球的结构示意图；

图4为本发明提供的提锂方法的操作流程图。

附图标记：

1-结晶池；2-析锂层；3-成核件；4-连接杆；5-紧固槽；6-紧固件；7-弹性凸起；8-铁丝刺球；9-支撑框架。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例1

本发明的一个具体实施例，提供了一种提锂太阳池，主要为野外提锂太阳池，参见图1至图2，其包括结晶池1以及设于结晶池1内的成核基体，结晶池1建造在野外盐湖区。需要说明的是，成核基体的摆放形式可以但不限于沿结晶池1的底面横向、纵向或斜向摆放及通过辅助设施悬挂摆放在结晶池1的内部空间。

实施时，将成核基体置于结晶池1内，作为可供碳酸锂混盐晶体附着生长的成核基体；向结晶池1内灌卤，在卤水表层铺设淡水层，静置数日，制得盐梯度太阳池；待盐梯度太阳池进入稳定升温析锂阶段，监测结晶池1底部的析锂层2(即下对流层)卤水的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、边坡以及成核基体上析出的碳酸锂混盐。

需要说明的是，碳酸锂的成核主要依靠外来的质点、基底或基体的诱发而产生，这种成核方式称为非均匀成核。在实际应用中，溶液过饱和后不能立即成核的主要障碍是生成晶核时要出现液-固界面，为此需要提供界面能。如果碳酸锂的成核依附于已有的界面上(如容器壁、杂质颗粒、成核剂等)形成，则高能量的液-固界面能就被低能量的晶核与成核基体之间的界面所取代，这种界面代换比界面的生成所需要的能量要少得多。

与现有技术相比，本发明提供的提锂太阳池，采用立体结晶法进行提锂，在结晶池1的底面设置成核基体，成核基体的存在能够诱发非均匀成核，为碳酸锂的成核提供更多的固-液接触面和附着基体，大大降低成核位垒，使得碳酸锂的成核更容易发生，加速下一步碳酸锂晶体的生长，从而提高太阳池中碳酸锂的结晶析出效率，上述提锂太阳池具有效果突出、易于操作、经济环保等特点，适用于野外提锂太阳池的工业化提锂生产。

为了增大成核基体的表面积，为结晶提供更多的生长界面，上述成核基体包括支撑框架9以及设于支撑框架9上的成核件3，成核件3上开设网孔。其中，成核件3通过支撑框架9固定设置在结晶池1内，支撑框架9主要用于结构支撑成核件3并将成核件3固定在结晶池1内，成核件3设置在支撑框架9的框架空间，成核件3主要用于晶体的生长，这样，网孔的开设，能够增大成核基体的表面积，晶体不仅能够在成核基体的表面形成，还能够在成核基体内的网孔孔壁上形成，从而能够进一步促进结晶的生成，提高碳酸锂的收得率。

需要说明的是，上述网孔的形状可以为方形孔或圆形孔等，为了提高提锂效果，上述网孔的孔径控制在1mm～10mm。

示例性地，上述成核件3可以为平面状或立体状，例如，成核基体包括棉织品、塑料网、金属网、生物质中的一种或多种组合，其中，这里的生物质主要指植物，包括草本植物和木本植物。更进一步地，成核基体为纱布、塑料网、土工膜、铁丝网等可供晶体附着生长的材质中的一种或多种组合，制成不同的平面结构或刺球状等空间立体结构。

或者，采用秸秆，也可以就地取材，采用野外自然形成的刺球状的植物体作为成核件3，如西藏扎布耶湖区自然形成的风滚草团，或类似于风滚草团的草本或木本植物体。

值得注意的是，通过试验表明，从单位面积析锂量来看，采用风滚草和刺球状立体结构作为成核件3的提锂效果好，而且利用裸露的铁丝捆绑风滚草团和刺球状立体结构的效果更佳。这是因为，碳酸锂晶体是按树枝状方式长大，风滚草团的繁枝具有大比表面积，且利用裸露铁丝捆绑并穿插在风滚草团的内部，形成风滚草团的支持骨架，并且铁丝以放射状伸出风滚草团的外部轮廓周面，避免风滚草团因长期浸泡导致变形缩小，从而保证风滚草团的形状稳定性，使其长期保持稳定的大比表面积，因此，由裸露铁丝穿插捆绑的刺球状立体结构和风滚草更加有利于碳酸锂晶体的生长。

在一个优选实施方式中，如图3所示，刺球状结构的成核件3由铁丝捆绑制成，或者利用铁丝网制成，其外部整体轮廓为球形或近似球形结构，具有放射状的多个针刺。进一步地，采用裸露的铁丝制作成放射针状的铁丝刺球8，多个铁丝刺球8通过支撑框架9设置在结晶池1内，支撑框架9采用矩形框架，稳定性好，铁丝刺球8不仅制作方便，便于成型，且成型后稳定性好，而且放射针状的铁丝刺球8与碳酸锂晶体生长方式高度相似，更有助于碳酸锂晶体生长。

对于成核基体的数量，示例性地，结晶池1内均匀布置多个成核基体。这样，通过多个成核基体共同作用，能够进一步提高碳酸锂的收率。

由于传统太阳池析锂层富锂卤水的温度和浓度的空间分布场不均匀，浓度场和温度场的具有如下分布规律：四周及底部较低，中心较高，而导致碳酸锂的结晶析出不完全，造成碳酸锂总体析出率较低。基于浓度场和温度场的分布规律，在结晶池1内非均匀布置多个成核基体，具体而言，成核基体在太阳池中心的布置密度大，由太阳池的中心向四周，成核基体的布置密度逐渐变小，也就是说，由太阳池的中心在空间上向外，成核基体的布置密度由密变疏，相对于均匀布置多个成核基体的方案，多个成核基体按照由中心向外逐渐变疏的非均匀布置方式，能够更进一步提高碳酸锂的收率。

可以理解的是，多个成核基体可以单独设置，也可以相互连接构成一个整体。

本实施例中，太阳池的尺寸不受限定，尤其对于野外现场可以构建大尺寸太阳池，能够提高产量。可选的，结晶池的池底面积为2000-6000m²，成核基体的表面积为8-500m²。值得注意的是，多个成核基体的分布密度也会影响结晶效果，因此，相邻两个成核基体的间距控制1～20m。这是因为，将成核基体的间距能够在保证碳酸锂的收率的基础上，尽量减少成核基体的布置个数，简化提锂太阳池的整体结构和制作成本。

从结构稳定的角度考虑，相邻两个成核基体通过连接件固定连接。这样，将多个成核基体相互连接构成一个整体，能够减少在梯度盐太阳池形成过程中和排卤过程中成核基体发生晃动，保证整个系统的稳定性，更加有利于碳酸锂结晶。

对于连接件的结构，具体来说，其包括两根连接杆4，连接杆4靠近成核基体的一端与成核基体转动连接，两个连接杆4通过相互配合的外螺纹和内螺纹配合连接。在实际应用中，对于成分不同的成卤，相邻两个成核基体的间距需要进行适当调整，连接件采用上述结构，通过调整外螺纹内螺纹的配合长度，能够调整相邻两个成核基体的间距，从而提高上述提锂太阳池的适用性。需要说明的是，现有技术中，通常外螺纹与内螺纹之间的配合连接是用于固定连接，而本发明的外螺纹与内螺纹之间的配合连接主要是用于距离的调节。

值得注意的是，当相邻两个成核基体的间距调整完毕后，需要将两根连接杆4固定连接，避免在提锂过程中两者发生转动，导致相邻两个成核基体的间距发生变化，因此，上述连接管的外管壁开设两条紧固槽5，上述连接件还包括紧固件6，紧固件6的一端与结晶池1底面固定连接，紧固件6的另一端设有U型件，U型件的内壁设有两个弹性凸起7，弹性凸起7插入紧固槽5中，这样，通过紧固件6，将弹性凸起7插入紧固槽5中，能够将连接杆4与结晶池1底面固定连接，从而避免连接杆4发生转动；此外，连接杆4通过紧固件6与结晶池1底面固定连接，还能够对连接杆4进行支撑，减少两根连接杆4的外螺纹和内螺纹连接处在重力的作用下发生变形。

为了实现提锂太阳池内的稳定结晶状态，上述成核基体通过固定件(例如，角铁)固定在结晶池1的底面上。这样，通过固定件能够将成核基体稳定地固定在结晶池1内，从而能够为结晶提供稳定的析锂环境。

值得注意的是，析锂的过程主要是在析锂层2中进行，因此，成核基体的高度需要小于或等于析锂层2的高度，也就是说，成核基体仅需要设置在析锂层2中即可。

为了有效回收原盐梯度太阳池排出尾卤中的碳酸锂，从而能够提高碳酸锂的收率，上述提锂太阳池还包括尾卤池和成卤池，尾卤池和成卤池分别与结晶池1连接，结晶池1内卤水为尾卤池内尾卤与成卤池内成卤的混合卤，尾卤池内尾卤中的Li⁺浓度大于成卤池内成卤中的Li⁺浓度，尾卤池内尾卤中的CO₃ ^2-浓度小于成卤池内成卤中的CO₃ ^2-浓度。这样，以原盐梯度太阳池排出的高Li⁺低CO₃ ^2-尾卤(即尾卤池内尾卤)为原料，采用成卤池内成卤作为天然沉淀剂，将尾卤和成卤按比例进行兑卤操作作为提锂母液，制作结晶池1升温析锂，通过提高卤水中的CO₃ ^2-而使Li⁺结晶析出，能够有效回收原盐梯度太阳池排出尾卤中的碳酸锂，从而能够提高碳酸锂的收率。同时，上述提锂太阳池采用盐湖卤水经蒸发浓缩形成的低Li⁺高CO₃ ^2-夏季成卤作为天然沉淀剂，能够避免使用工业沉淀剂对湖泊自然环境造成的影响与破坏，降低碳酸锂的生产成本，更适于在交通不便、工业能源条件较落后的青藏高原进行卤水锂资源的提取。此外，上述提锂太阳池在利用兑卤法提高尾卤中CO₃ ^2-浓度的同时，也充分利用了尾卤的部分余热，不仅能够大幅提高碳酸锂的收得率，而且在一定程度上可以减轻制卤压力，相较于其他方法更易于操作，效果突出，经济环保，不会污染环境。

需要说明的是，对于尾卤的余热利用，结晶池1析锂适合的温度为30℃以上，温度越高，则析锂效果越好。本发明的提锂太阳池尾卤池内尾卤温度(20～30℃)高于成卤池内成卤温度(10℃以下)，通过将尾卤池内尾卤与成卤池内成卤进行兑卤，能够有效利用尾卤池内尾卤的预热加热成卤池内成卤，提高成卤池内成卤的温度，从而能够实现尾卤池内尾卤的预热利用。

本实施例的一个可选实施方式，尾卤池通过第一供卤管路与结晶池1连接，成卤池通过第二供卤管路与结晶池1连接。具体而言，第一供卤管路包括第一潜水泵和第一水管，第一水管的进水口与第一潜水泵连接，第一水管的出水口位于结晶池1的析锂层；第二供卤管路包括第二潜水泵和第二水管，第二水管的进水口与第二潜水泵连接，第二水管的出水口位于结晶池1的析锂层。利用潜水泵将尾卤池内尾卤与成卤池内成卤灌卤至结晶池1中，并混合得到结晶池中的卤水，可以准确控制尾卤与成卤的灌入量，而且控制方便。

实施例2

本发明的又一具体实施例，提供了一种提锂方法，操作流程如图4所示，提锂方法包括如下步骤：

步骤A：将成核基体置于结晶池内；

步骤B：向结晶池内灌卤，在卤水表层铺设淡水层，静置数日，制得盐梯度太阳池；

步骤C：待盐梯度太阳池进入稳定升温析锂阶段，监测太阳池底部析锂层(下对流层)卤水的Li⁺浓度，碳酸锂在结晶池内和成核基体上形成结晶析出，待碳酸锂基本析出完全后方可实施排卤操作，采收晾晒并称重计量池底、边坡以及成核基体上析出的碳酸锂混盐。

在步骤A之前，还包括：在野外盐湖区建造结晶池。通过在野外盐湖区就近构建结晶池，减少卤水运输环节，而且可以构建大面积结晶池，无需考虑建厂选址问题，降低成本。

与现有技术相比，本发明提供的提锂方法的有益效果与实施例1提供的提锂太阳池的有益效果基本相同，在此不一一赘述。

对于成核基体的数量，示例性地，结晶池内布置多个成核基体。这样，通过多个成核基体共同作用，能够进一步提高碳酸锂的收率。

由于传统太阳池析锂层富锂卤水的温度和浓度的空间分布场不均匀，浓度场和温度场的具有如下分布规律：四周及底部较低，中心较高，而导致碳酸锂的结晶析出不完全，造成碳酸锂总体析出率较低。基于浓度场和温度场的分布规律，在结晶池内非均匀布置多个成核基体，具体而言，成核基体在太阳池中心的布置密度大，由太阳池的中心向四周，成核基体的布置密度逐渐变小，也就是说，由太阳池的中心在空间上向外，成核基体的布置密度由密变疏，相对于均匀布置多个成核基体的方案，多个成核基体按照由中心向外逐渐变疏的非均匀布置方式，能够更进一步提高碳酸锂的收率。

可以理解的是，多个成核基体可以单独设置，也可以相互连接构成一个整体。

值得注意的是，多个成核基体的分布密度也会影响结晶效果，因此，相邻两个成核基体的间距控制1～20m。这是因为，将成核基体的间距能够在保证碳酸锂的收率的基础上，尽量减少成核基体的布置个数，简化提锂太阳池的整体结构和制作成本。

值得注意的是，析锂的过程主要是在析锂层中进行，因此，成核基体的高度需要小于或等于析锂层的高度，也就是说，成核基体仅需要设置在析锂层中即可。

当提锂太阳池还包括尾卤池和成卤池，上述向结晶池内灌卤包括如下步骤：

将尾卤池内尾卤与成卤池内成卤进行兑卤，并灌卤至结晶池，得到卤水，其中，尾卤中的Li⁺浓度大于成卤中的Li⁺浓度，尾卤中的CO₃ ^2-浓度小于成卤中的CO₃ ^2-浓度。

需要说明的是，上述尾卤池内尾卤可以为前一盐梯度太阳池升温析锂后底部的析锂层(下对流层)高Li⁺低CO₃ ^2-尾卤或每年2月份和/或3月份制得的高Li⁺低CO₃ ^2-的冬季成卤，上述成卤池内成卤可以为盐湖卤水8月份和/或9月份经蒸发浓缩形成的低Li⁺高CO₃ ^2-夏季成卤。

对于夏季成卤，具体来说，上述夏季成卤可以为同年度盐湖卤水经蒸发浓缩形成的低Li⁺高CO₃ ^2-夏季成卤，也可以为往年储存的盐湖卤水经蒸发浓缩形成的低Li⁺高CO₃ ^2-夏季成卤。

为了保证往年储存的盐湖卤水经蒸发浓缩形成的低Li⁺高CO₃ ^2-夏季成卤能够用于后续生产，往年储存的低Li⁺高CO₃ ^2-夏季成卤需要确保安全过冬，即确保卤水中的CO₃ ^2-不会因冬季环境气温的降低而析出，可以在每年8月份和/或9月份生产结束后，向结晶池内灌入低Li⁺高CO₃ ^2-夏季成卤，再铺设淡水，制作存储太阳池以升温过冬。待来年2、3月份结晶池灌卤时，再按一定比例进行跨年度兑卤。

为了能够促进结晶池的析锂层混合均匀且避免破坏结晶池的盐梯度层(过渡层)，上述步骤3中，待盐梯度太阳池进入稳定升温析锂阶段之后还包括如下步骤：采用卤水混匀设备对结晶池底部的析锂层(下对流层)卤水进行机械扰动和强制对流循环操作，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，抽注水设备的流量范围控制在30～100m³/h之间。

为了能够促进析锂层的卤水空间分布更为均匀，上述步骤1中，采用潜水泵灌卤至结晶池1。具体而言，利用第一供卤管路将尾卤池内的尾卤供入结晶池1的析锂层，利用第二供卤管路将成卤池内的成卤供入结晶池1的析锂层。利用潜水泵将尾卤池内尾卤与成卤池内成卤灌卤至结晶池1中，并混合得到结晶池中的卤水，可以准确控制尾卤与成卤的灌入量，而且控制方便。

示例性地，从实际应用来看，上述尾卤池内尾卤中的Li⁺浓度为1.7～1.8g/L，CO₃ ^2-浓度为18～22g/L(例如，20g/L)，这是因为，尾卤池内尾卤来自于原盐梯度太阳池析锂后得到的尾卤，为了能够尽量提取原盐梯度太阳池内的碳酸锂，要求Li⁺浓度达到排出标准；成卤池内成卤的Li⁺浓度为1.3～1.7g/L(例如，1.6g/L)，CO₃ ^2-浓度为40g/L以上(例如，45～60g/L)，这是因为，将成卤池内成卤的Li⁺浓度和CO₃ ^2-浓度限定在上述范围内，表明成卤已经达到作为灌入结晶池的提锂母液的要求和标准。

为了进一步提高碳酸锂的收得率，采用上述两种尾卤和成卤进行兑卤时，尾卤和成卤的质量比为1：0.5～1：2(例如，1：1～1：2)。这样，通过控制兑卤比例，能够进一步控制兑卤后结晶池内卤水中的Li⁺浓度和CO₃ ^2-浓度，使得结晶池内卤水实现碳酸锂析出最完全的程度。

对比例1

选取西藏扎布耶矿区某车间M13结晶池作为对比池，完成灌卤，原料卤水中Li⁺浓度为1.92g/L，CO₃ ^2-浓度为37.37g/L，灌卤深度2.85m，并铺设了淡水层，制作成太阳池，静置一段时间进入正常升温析锂阶段。期间分别系统观测取样2次(一次取样和二次取样)，测定距池底不同深度处(距池底10cm、40cm、80cm等)卤水的温度、密度以及Li⁺和CO₃ ^2-的浓度，参见表1。

表1对比例1的太阳池观测记录数据

在升温析锂阶段初期，对比例1的太阳池下对流层(析锂层)卤水的温度、密度以及Li⁺和CO₃ ^2-的浓度随距池底的深度变化基本保持平稳，仅在靠近中间过渡层区间明显降低；到升温析锂阶段中后期，池内下对流层(析锂层)卤水的温度升高，密度以及Li⁺和CO₃ ^2-的浓度降低，但随距池底深度的增加有所波动，在靠近中间过渡层区间略有降低。

对对比例1的太阳池进行排卤前的系统取样，选取东、南、西、北、中5个方位取样点，每个方位取样点再按设定的不同深度(距池底10cm、40cm、80cm等)进行了系列取样，分别测定了卤水的温度、密度以及Li⁺的浓度，参见表2。

表2对比例1的太阳池排卤前的分析测试数据

在析锂结束排卤前，对比例1的太阳池中卤水的温度和密度自池底向上逐渐降低，在接近中间过渡层区间显著降低，各方位取样点的分布相对均匀，而Li+浓度则随距池底深度的增加先升高后降低，各方位取样点的分布相差较大。

表3对比例1的太阳池的碳酸锂收率

对比例1的太阳池边坡的单位面积碳酸锂产量为9.06kg/m²，折合纯碳酸锂产量为7.18kg/m²；底部的单位面积碳酸锂产量为10.83kg/m²，折合纯碳酸锂产量为4.75kg/m²。

实施例1

选取西藏扎布耶矿区某车间M12结晶池作为试验池。在池内放置不同材质的成核基体设施，即自M12池南端起，每隔6m放置1张成核基体，共放置9张成核基体，其中，塑料网4张，纱网4张，土工膜1张。每张成核基体长约50m，高约1.4m。风滚草则放置于结晶池的东边，面积约9.34m²，高度约0.55m。为防止风滚草在灌卤后分散和浮起，利用铁丝网将其围住并固定在池底。

完成灌卤，原料卤水中Li⁺浓度为1.94g/L，CO₃ ^2-浓度为35.78g/L，灌卤深度2.90m，并铺设了淡水层，制作成太阳池，静置一段时间进入正常升温析锂阶段。期间系统观测取样2次(一次取样和二次取样)，测定了距池底不同深度处(距池底10cm、40cm、80cm等)卤水的温度、密度以及Li⁺和CO₃ ^2-的浓度，参见表4。

表4实施例1的太阳池的观测记录数据

在升温析锂阶段初期，实施例1的太阳池下对流层(析锂层)卤水的温度、密度以及Li⁺和CO₃ ^2-的浓度随距池底的深度变化基本保持平稳，仅在靠近中间过渡层区间明显降低；到升温析锂阶段中后期，池内下对流层(析锂层)卤水的温度升高，密度变化较小，Li⁺和CO₃ ^2-的浓度均有所降低，但随距池底深度的增加分布更加均匀。

对实施例1的太阳池进行了排卤前的系统取样，选取东、南、西、北、中5个方位取样点，每个方位取样点再按设定的不同深度(距池底10cm、40cm、80cm等)进行了系列取样，分别测定了卤水的温度、密度以及Li⁺的浓度，参见表5。

表5实施例1的太阳池排卤前的分析测试数据

在析锂结束排卤前，实施例1的太阳池中卤水的温度较对比例1的太阳池要明显偏高，而卤水的密度则偏低，自池底向上呈现逐渐降低的趋势，在接近中间过渡层区间显著降低，各方位取样点的分布相对均匀，而Li⁺浓度则随距池底深度的增加先升高后降低，各方位取样点的分布略有差别。

表6实施例1的太阳池的碳酸锂收率

实施例1的太阳池边坡的单位面积碳酸锂产量为11.87kg/m²，折合纯碳酸锂产量为8.97kg/m²；底部的单位面积碳酸锂产量为17.36kg/m²，折合纯碳酸锂产量为8.58kg/m²。

相对于对比例1的太阳池的碳酸锂产量，实施例1的太阳池的碳酸锂增产效果按中部取样点的Li⁺浓度变化△C₁₂为0.557g/L来推算，约为31.68％。通过设置不同材质的成核基体，新增加的结晶面单位面积上的碳酸锂产量与边坡和底部基本相当(按纯碳酸锂计)甚至可达4倍之多，且获得的碳酸锂品位较高、含水量较低。因此，可以认为设置成核基体以辅助立体结晶的方法对于提高太阳池中碳酸锂收率的效果非常显著。

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)

1.一种提锂太阳池，其特征在于，包括结晶池以及设于结晶池内的成核基体，所述结晶池建造在野外盐湖区。

2.根据权利要求1所述的提锂太阳池，其特征在于，所述成核基体包括成核件，所述成核件通过支撑框架设置在结晶池内。

3.根据权利要求2所述的提锂太阳池，其特征在于，所述成核件上开设网孔，所述网孔的孔径控制在1mm～10mm。

4.一种提锂方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A：在结晶池内设置成核基体；

步骤B：向结晶池内灌卤，在卤水表层铺设淡水层，静置数日，制得盐梯度太阳池；

步骤C：待盐梯度太阳池进入稳定升温析锂阶段，监测太阳池底部析锂层卤水的Li⁺浓度，碳酸锂在结晶池内和成核基体上结晶析出。

5.根据权利要求4所述的提锂方法，其特征在于，所述成核基体包括棉织品、塑料网、金属网、生物质中的一种或多种组合。

6.根据权利要求5所述的提锂方法，其特征在于，所述成核基体为网状结构或者刺球状结构。

7.根据权利要求4所述的提锂方法，其特征在于，所述结晶池内布置多个成核基体。

8.根据权利要求7所述的提锂方法，其特征在于，相邻两个成核基体的间距控制1～20m。

9.根据权利要求4所述的提锂方法，其特征在于，所述成核基体的高度小于或等于结晶池析锂层的高度。

10.根据权利要求4至9任一项所述的提锂方法，其特征在于，所述向结晶池内灌卤包括如下步骤：

将尾卤与成卤进行兑卤，并灌卤至结晶池，得到卤水，上述尾卤中的Li⁺浓度大于成卤中的Li⁺浓度，上述尾卤中的CO₃ ^2-浓度小于成卤中的CO₃ ^2-浓度。

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