[發(fā)明專利]一種從含鋰鹽湖鹵水中提取鋰鹽的生產(chǎn)工藝

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810031776.4
• 申請(qǐng)日: 2008-07-16
• 公開（公告）號(hào): CN101318670A
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯建良;童德瑜;甘順鵬;鄭賢福;李昱昀;黃銀廣;柳勝春;吳小剛;徐華兵;夏適;鄒娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 化工部長(zhǎng)沙設(shè)計(jì)研究院
• 主分類號(hào): C01D3/06
• 分類號(hào): C01D3/06
• 代理公司: 長(zhǎng)沙星耀專利事務(wù)所
• 代理人: 寧星耀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種從含鋰鹽湖鹵水中提取鋰鹽的生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)

鋰是自然界最輕的金屬，能浮在水面與水反應(yīng)。鋰在堿金屬元素中排在第一位，與堿金屬元素具有共同的化學(xué)性質(zhì)。常見鋰鹽有LiCl、Li₂SO₄、LiNO₃、LiBr、Li₂CO₃等。金屬鋰及鋰鹽在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中有重要的戰(zhàn)略地位。鋰及其化合物廣泛應(yīng)用于航空航天工業(yè)、核能領(lǐng)域、冶煉及制造業(yè)、IT行業(yè)及日用品的生產(chǎn)。

世界上70％的鋰資源來(lái)源于鹵水，目前，世界上4個(gè)特大型鹵水鋰礦床是玻利維亞的Uyuni鹽沼、智利的Atacama鹽沼、阿根廷HombreMuerto鹽沼、中國(guó)的扎布耶鹽湖，含鋰都在10萬(wàn)t以上。其中Uyuni鹽沼鹵水中鋰儲(chǔ)量居第一位，達(dá)980萬(wàn)t。我國(guó)的鋰資源主要分布于西藏、青海和新疆。西藏扎布耶鹽湖和青海柴達(dá)木盆地鹽湖是我國(guó)兩個(gè)最大的鹽湖鹵水資源。扎布耶鹽湖是世界上3個(gè)鋰資源超百萬(wàn)t的超大型鹽湖之一，該湖固液相鋰儲(chǔ)量共153萬(wàn)t，其中液相鋰儲(chǔ)量25萬(wàn)t，鹵水中鋰含量高達(dá)1000～2000mg·L^-1。柴達(dá)木盆地鹽湖鋰鹽(按LiCl計(jì))儲(chǔ)量1520·7萬(wàn)t，鋰鹽礦主要賦存于鹽湖地表鹵水和晶間鹵水中，大型鹵水礦主要有一里坪、東臺(tái)吉乃爾和西臺(tái)吉爾鹽湖；中型鹵水礦有大柴旦鹽湖；察爾汗、大浪灘等鹽湖中有較大的鋰鹽儲(chǔ)量；但含量較低、分布較分散。

我國(guó)為開發(fā)鹵水鋰資源，從20世紀(jì)50年代后期開始，就進(jìn)行了四川自貢井鹵提取鋰鹽的研究。曾從事過(guò)鋁酸鹽共沉淀法、溶劑萃取法、煅燒法等提取方法的實(shí)驗(yàn)，并曾達(dá)到少量生產(chǎn)的規(guī)模。中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖研究所針對(duì)大柴旦鹽湖、察爾汗鹽湖、東西臺(tái)吉乃爾鹽湖及一里坪鹽湖等，開展了多種鋰鹽提取方法的研究。大柴旦鹽湖位于柴達(dá)木盆地大柴旦鎮(zhèn)，鹽湖面積約240km²。該鹽湖鹵水屬于富含硼、鋰的海水型硫酸鎂亞型，湖水含鋰離子0.02％，不能直接提取，鹽湖水經(jīng)日曬蒸發(fā)分離掉少量鹽類后的飽和氯化鎂鹵水，硼、鋰得到富集。

從鹽湖鹵水中提鋰，有許多不同的方法，分別有蒸發(fā)結(jié)晶分離法、沉淀法、溶劑萃取法、離子交換吸附法等。其中蒸發(fā)結(jié)晶法、沉淀法、溶劑萃取法已應(yīng)用于鋰鹽的工業(yè)生產(chǎn)。離子交換法的關(guān)鍵是找到一種對(duì)鋰有特殊選擇性的物質(zhì)，能從鋰的稀溶液中選擇性地提取鋰。

1、蒸發(fā)結(jié)晶分離法。先從鹵水中回收鈉、鉀、硼、溴、碘等有用組分，再?gòu)淖詈蟮哪敢褐刑徜?。提鋰工藝的關(guān)鍵是除去母液中的鈣、鎂。傳統(tǒng)方法是使用燒堿除鎂，然后將溶液稀釋至氯化鋰低于13.8g/l，再加入純堿沉淀鈣，最后濃縮母液用純堿沉淀碳酸鋰。由于大量使用燒堿和純堿，并增加蒸發(fā)量，致使鋰鹽產(chǎn)品成本較高。

2、沉淀法。在含鋰較高的鹵水中，加入沉淀劑將鋰與其他鹽類分離。pH6.8～7.0，溫度為90℃時(shí)，無(wú)定形氫氧化鋁可與鹵水中的鋰離子生成穩(wěn)定的鋁鋰化合物(LiCl·2Al(OH)₃·nH₂O)沉淀。黃榮級(jí)等從堿性碳酸鹽型鹽湖晶間鹵水中直接分離制取Li₂CO₃，用磷酸氫二鈉作沉淀劑，沉淀用鹽酸全部溶解，制成含鋰0.5～1.5g/L的料液，通過(guò)氫(或鈉)型陽(yáng)離子樹脂分離鋰與磷酸根離子，從濃縮后的洗脫液中沉淀碳酸鋰，鋰的總收率為75％，碳酸鋰的生產(chǎn)成本約為6000元/t。本方法的缺點(diǎn)是，第一種方法只適用于含鋰較高的鹵水，且產(chǎn)品LiCl·2Al(OH)₃·nH₂O是復(fù)鹽，不是最終的Li₂CO₃產(chǎn)品，第二種方法樹脂重復(fù)使用，壽命有限，且大規(guī)模生產(chǎn)有難度，流程長(zhǎng)，樹脂處理能力有限。

3、離子交換吸附法。近年來(lái)利用離子交換技術(shù)分離鹵水中的鋰有了較大的進(jìn)展，主要工作是針對(duì)低品位的油氣田鹵水、海水及地?zé)猁u水。有機(jī)離子交換樹脂直接用于鹵水中分離鋰并不多見，主要原因是有機(jī)離子交換樹脂對(duì)鋰與其他陽(yáng)離子的分離效果較差。通常在交換溶液中配入80％～95％的甲醇抑制其他陽(yáng)離子的交換。由于大量使用甲醇，在技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。有資料介紹，用IR-120B型陽(yáng)離子交換樹脂吸附鋰，結(jié)合MS型浮選機(jī)分離樹脂與溶液可從鹵水中提取鋰。本方法的缺點(diǎn)是有機(jī)離子交換樹脂處理能力和使用壽命有限，大量使用甲醇，使得大規(guī)模難工業(yè)化生產(chǎn)以實(shí)現(xiàn)。