[發明專利]一種干法脫鎂從高鎂鋰比鹽湖鹵水預脫鎂富集鋰的方法

有效

• 申請號: 200910042966.0
• 申請日: 2009-03-27
• 公開（公告）號: CN101508449A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 胡啟陽;李新海;王志興;郭華軍
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C01D3/08
• 分類號: C01D3/08;C01F5/30
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所
• 代理人: 顏 勇

技術領域

本發明屬于有色金屬冶金領域，具體涉及一種從鹽湖鹵水中富集鋰鹽的工藝方法，尤其是一種從高鎂鋰比鹽湖鹵水中富集鋰的方法。

背景技術

鋰是重要的有色金屬，被譽為“21世紀的能源金屬”，在能源、航空般天等許多高新技術領域廣泛應用，在全球經濟中占有極其重要的地位。全球鋰資源可分為五種類型，即偉晶巖鋰、鹵水鋰、海水鋰、溫泉鋰和堆積鋰礦等，目前開采利用的鋰資源主要是偉晶巖鋰礦和鹵水鋰礦。當前全球大部分鋰消耗來源于鹵水鋰礦。

目前從鹽湖鹵水提鋰的技術關鍵為鎂鋰分離，采用的主要方法有：沉淀法；碳化法；煅燒浸取法；吸附法；有機溶劑萃取法；等。盡管使用的方法眾多，但存在不同程度的不足。如沉淀法中產物粒度細、過濾難、鋰損失大；碳化法不易于控制、鋰收率低；煅燒法除鎂率低、能耗高；吸附法由于吸附劑容量低而引起生產效率低；有機溶劑萃取法由于有機物的水溶性造成對鹽湖區的環境污染。因此，研究者們一直在努力研究開發效率高、能耗低、便于操作、不污染環境的鹽湖鹵水提鋰技術。

煅燒浸取法是一種高效快捷的方法，并有專利公開(200510085832.9；200710024943.8)。但由于氯化鎂結晶由于脫水而水解不完全，盡使在高達1200℃下也難于將氯化鎂完全水解，因此實際操作中在高于1000℃下水解，能耗高且鎂分離不完全。沉淀法能耗低、分離效率高，但流程相對較長、收率較低。

發明內容

本發明提出一種高效率、低成本、少投入的操作方便、不污染環境的從高鎂鋰比鹽湖鹵水中富集鋰的濕法冶金方法。

本發明通過下列技術方案實現的，包括以下工藝步驟：

(1)鹵水濃縮：將高鎂鋰比鹽湖鹵水蒸發脫水、結晶氯化鎂，同時濃縮鋰鹽；所述高鎂鋰比鹽湖鹵水是指經過提取鉀、硼等后的水氯鎂石飽和液；

(2)噴霧干燥：將濃縮鹵水在溫度為400～600℃噴霧干燥，且部分氯化鎂結晶水解；

(3)造粒：將干燥物加水造粒，晶化、強化；

(4)焙燒：將晶化粒料焙燒，氯化鎂水解；

(5)水浸取：將焙燒料趁熱水淬，加水浸取，溶出可溶性氯化鋰和氯化鎂。

所述(1)步中高鎂鋰比鹽湖鹵水鎂鋰(Mg/Li)質量比不小于8.0。

鹵水經過鹽田曬蒸晶析或加熱蒸發結晶析出水氯鎂石(含水結晶氯化鎂)，同時鋰鹽得到濃縮，使溶液鋰含量達到7～10g/L。

所述(2)步中，對濃縮鹵水進行噴霧干燥，噴霧干燥的溫度為400～600℃；在此過程中，鹵水中水份快速蒸發、氯化物結晶，同進發生氯化鎂結晶的失水和水解。

所述(3)步中，按干燥物料量10～25％對干燥粉料噴水潤濕，并造粒；對粒徑沒有嚴格限制，以不大于15mm為好；室溫下放置，通過物料自然晶化強化料粒強度。

所述(4)步中，粒料入爐焙燒，使大部分氯化鎂水解；焙燒溫度600～800℃，焙燒時間20～120min。

所述(5)步中，通過水浸溶解出焙燒料中的可溶物質氯化鋰和氯化鎂；采用多級逆流浸取，液固比3～10∶1，級數2～5級，浸取溫度20～90℃；浸出液中主要含氯化鋰和氯化鎂，為低鎂鋰比溶液，鎂鋰質量比(Mg/Li)少于1.0；視其鎂鋰比大小可進一步脫鎂后提取鋰鹽或直接提取鋰鹽。

所述(2)步噴霧干燥中和(4)步焙燒中的高溫煙氣中含有HCl，經降溫、收塵煙氣后用水吸收HCl，制備工業級鹽酸。

所述(2)步和(4)中產生的高溫煙氣，可用于所述(1)步蒸發濃縮鹵水和(5)步焙燒水浸的熱源；煙氣通過熱交換降溫，同時對溶液加熱。

所述(5)步中，水浸渣以氯化鎂或氫氧化鎂為主要組成，可用于鎂質產品的生產原料。

本發明基于氯化鎂高溫水解原理，將可溶性鎂化合物大部分轉為難溶于水的鎂化合物(MgO)和能遇水水解的氯氧化鎂(MgOHCl)，從而通過水浸取溶出可溶性氯化鋰、氯化鎂(主要由氯氧化鎂在水浸取時水解產生)，實現鹵水的預脫鎂富集鋰。

本發明的優點和積極效果充分體現在：

1、采用結晶法脫除鹵水部份鎂，結淀結晶形態好，易于過濾和洗滌，鋰損失少。

本發明以結晶法以水氯鎂石形態脫除鹵水中鎂，降低后續工序的物料處理量；結晶法產物晶型好、顆粒大、易于過濾和洗滌，沉淀載帶的鋰損失少。

蒸發結晶易于控制、方便操作，使工藝具有較高的生產效率。

2、采用噴霧干燥法處理飽和氯化物鹵水，降低提鋰生產成本。