[發(fā)明專利]利用太陽(yáng)池從碳酸鹽型鹵水中結(jié)晶析出碳酸鋰的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 02129355.4
• 申請(qǐng)日: 2002-09-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1398786A
• 公開(kāi)（公告）日: 2003-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭綿平;卜令忠;鄧月金;乜貞;羅莎莎;張永生;趙元藝;黃維農(nóng);王岳杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院鹽湖與熱水資源研究發(fā)展中心
• 主分類號(hào): C01D15/08
• 分類號(hào): C01D15/08;B01D9/02
• 代理公司: 北京英特普羅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 齊永紅

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種從碳酸鹽型鹵水中結(jié)晶析鋰的方法。

背景技術(shù)

鋰是最輕的金屬元素，具有一系列獨(dú)特的物理和化學(xué)性能，因而鋰及其鹽類在現(xiàn)代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)中有著廣泛的用途，世界鋰的消費(fèi)量呈持續(xù)增加的趨勢(shì)。在世界鋰總資源量中，鹵水鋰礦約占75％，硬巖鋰礦約占25％；我國(guó)鹵水鋰礦約占72％，硬巖鋰礦占28％。由于鹽湖提鋰較硬巖成本低1～1.5倍以上，目前從鹽湖中生產(chǎn)鋰鹽已超過(guò)從硬巖鋰礦中生產(chǎn)鋰鹽，因而從鹽湖鹵水中提取鋰鹽已成為世界發(fā)展鋰工業(yè)的大趨勢(shì)。

中國(guó)專利99105828.3提供了一種從碳酸鹽型鹵水中提取鋰鹽的方法，該方法利用高原所處寒冷條件促使Na₂SO₄·10H₂O大量沉淀的資源特點(diǎn)，從鹽湖中抽取高鋰低硫酸根鹵水作原料，采用多級(jí)冷凍日曬淺水池-控制池-結(jié)晶池-母液池，使石鹽、芒硝在日曬淺池大量分離(蒸發(fā)沉淀)，使鋰在鹵水中達(dá)到預(yù)濃縮，然后集中到控制池，使鹵水的鋰含量1500-2800mg/l和溫度在5℃以上，控制倒鹵至結(jié)晶池，使結(jié)晶池中富集高品位、厚度大的高鋰混鹽，其含Li₂CO₃品位在5％以上。在此方法的基礎(chǔ)上，本發(fā)明繼續(xù)探索提高碳酸鋰析出的技術(shù)手段。

碳酸鋰在水中的溶解度隨著溫度的升高而降低，由30℃時(shí)的1.25g至80℃時(shí)的0.85g，降低了32％。因此當(dāng)鹵水中鋰含量達(dá)到或接近飽和點(diǎn)后，控制碳酸鋰沉淀析出的指標(biāo)是溫度。如果采用人工加熱富鋰鹵水析鋰，效果很好，但在能源匱乏的情況下人工加熱方法并不可行。利用塑料大棚作為沉鋰結(jié)晶池，可使鹵水升溫而基本無(wú)蒸發(fā)，并且防止雨雪季節(jié)鹵水淡化以及刮風(fēng)時(shí)泥砂進(jìn)入結(jié)晶池，保持了所產(chǎn)混鹽的潔凈，所取得混鹽中碳酸鋰含量達(dá)到30％左右。但塑棚結(jié)晶池的不利因素是：容積小，處理鹵水量少，收鹽費(fèi)時(shí)費(fèi)力；受日照影響大，蓄熱能力差，棚內(nèi)早晚溫差較大，造成石鹽、水堿等在低溫下結(jié)晶析出，影響了鋰鹽的純度；另外，由于在高原地區(qū)大風(fēng)大雪天氣多，風(fēng)雪極易損壞塑棚，使得生產(chǎn)成本升高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種在交通不便和缺乏礦物能源等高原地區(qū)，利用自然條件(太陽(yáng)能資源)高效益、無(wú)污染地從碳酸鹽型鹵水中結(jié)晶析鋰的方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

用太陽(yáng)池作為結(jié)晶池從碳酸鹽型鹵水中結(jié)晶析出碳酸鋰，太陽(yáng)池的工作介質(zhì)即生產(chǎn)碳酸鋰的原料鹵水；所說(shuō)的太陽(yáng)池直接以粘土圍成，采光面積1000-10000m²，池深3-4m，池底是塑膜和水菱鎂礦的夾心結(jié)構(gòu)，池體內(nèi)壁鋪有黑色土工膜或高密度聚乙烯、聚氯乙烯等作為襯墊。

太陽(yáng)池由上往下分為3個(gè)區(qū)域：表面對(duì)流層由淡水組成，其溫度與環(huán)境溫度相近，主要起到形成和保護(hù)其下的鹽梯度層的作用；底部對(duì)流層(儲(chǔ)能區(qū))由飽和的鹽溶液組成，主要起吸熱和儲(chǔ)熱功能。溫度不均勻時(shí)，可以通過(guò)對(duì)流和熱傳導(dǎo)而達(dá)到均勻狀態(tài)，因而其作用是集熱和蓄熱；中部非對(duì)流層，其鹽濃度隨深度而增加，使該層類似絕熱器，阻止熱傳遞，不使熱量散失于池面，因而可以使底部貯能層區(qū)的溫度變化比上對(duì)流區(qū)的溫度高許多，從而達(dá)到收集和儲(chǔ)存太陽(yáng)能的功效。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

充分利用自然的氣候資源(太陽(yáng)能)的優(yōu)勢(shì)，以太陽(yáng)池作為碳酸鋰的結(jié)晶池，使鹵水中易于分散的碳酸鋰大量集中沉淀和提取，而最大限度地降低成本和減少礦物燃料的消耗；

太陽(yáng)池充分蓄積太陽(yáng)能，處理鹵水量大，穩(wěn)定運(yùn)行后池底溫差小，有利于碳酸鋰充分結(jié)晶析出；

太陽(yáng)池可以跨季度儲(chǔ)存熱量，在冬季池底部仍可維持20℃左右的溫度，雖然溫度較夏季降低較多，但冬季鹵水鋰濃度較高，因此碳酸鋰仍然可以在太陽(yáng)池中沉積析出，由此達(dá)到了全年進(jìn)行生產(chǎn)的目的，更新了以前只能冬季儲(chǔ)鹵的舊工藝，提高了生產(chǎn)效率；

本方法直接用鹵水作為工質(zhì)可以大大降低太陽(yáng)池的造價(jià)，利用高原地區(qū)豐富的太陽(yáng)能及鹽資源，把太陽(yáng)池技術(shù)應(yīng)用于鹽田生產(chǎn)碳酸鋰混鹽中去，可以使生產(chǎn)碳酸鋰混鹽的成本大大降低。

附圖說(shuō)明

附圖為太陽(yáng)池的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中1.粘土、2.土工膜、3.塑膜、4.隔熱材料

具體實(shí)施方式：

用太陽(yáng)池作為結(jié)晶池從碳酸鹽型鹵水中結(jié)晶析出碳酸鋰，所說(shuō)的太陽(yáng)池直接以粘土1圍成，采光面積1000-10000m²，池深3-4m，池體內(nèi)壁鋪有黑色土工膜2作為襯墊，池底是塑膜3和保溫材料4的夾心結(jié)構(gòu)，保溫材料4為水菱鎂礦或泡沫塑料。

以鹽湖中高鋰、高碳酸根的鹵水作原料，將其濃縮后得到富鋰鹵水，控制太陽(yáng)池中富鋰鹵水深度為1.5～2.5m。