[發明專利]鹽析法鹽湖鹵水除鎂生產碳酸鋰、硼酸和高純氧化鎂的方法

有效

• 申請號: 201110224059.5
• 申請日: 2011-08-05
• 公開（公告）號: CN102358622A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 王傳福;張占良;李隆崗
• 申請（專利權）人: 王傳福;張占良;李隆崗
• 主分類號: C01D15/08
• 分類號: C01D15/08;C01B35/10;C01F5/02
• 代理公司: 烏魯木齊市禾工專利代理事務所 65108
• 代理人: 何玉祥

技術領域

本發明的鹽析法鹽湖鹵水除鎂生產碳酸鋰、硼酸和高純氧化鎂的方法屬于鹽化工領域。

背景技術

鹽湖鹵水中鎂、鋰離子比達到5:1以上即可稱為高鎂鋰比鹽湖鹵水，目前國內外對其所含鎂、鋰離子的深度分離，一般采用下述方法：

沉淀法：該工藝大多存在能耗高、試劑耗量大、成本高；

離子篩金屬氧化物吸附法：工業應用前景較好，但存在溶損率較大、壽命短等問題；

煅燒法：煅燒環節是整個過程的關鍵，在實際生產過程中存在鋰收率低、能量消耗大、環境污染嚴重、設備腐蝕嚴重、蒸發水量大的缺陷；

結晶法：該工藝中無廢液排放，原料硫酸鈉可以回收利用，但是蒸發能耗高，同時母液硫酸鈉回收不完全，損耗較嚴重；

泵吸法，該方法具有高效合理、成本低等特點，但需要原地修建各級蒸發池、蒸發槽、鋰鹵水儲備池等化學反應池，其修建難度大、建筑工藝要求高；

鹽析法：向含有氯化鋰和氯化鎂溶液中通入氯化氫氣體，氯化氫氣體溶于含有氯化鋰和氯化鎂的溶液后變成鹽酸，鹽酸鹽析氯化鎂，提取氯化鋰，該方法雖然在技術上可行，工藝過程卻要在封閉條件下進行，且設備腐蝕嚴重，鋰的總回收率低，需進一步改進；

碳化法：與其他提鋰工藝相比，該工藝經濟，成本較低，有利于保護環境，該工藝有待于完善和擴大規模化的工業試驗驗證；

電滲析法：該工藝環保、無污染，但與吸附法相比其生產成本較高；

納濾膜分離法：該方法在節能、環保等多方面都有一定的優越性，將是今后鹽湖鋰、鎂的一個重要研究方向。

因此，對鹽湖鋰資源的綜合開發而言，深入開展對鋰、鎂分離工藝方法的研究，實現快速、經濟、高效、綠色環保的分離提取技術的創新，將是今后的研究重點。

發明內容

本發明的目的在于提出一種對高鎂鋰比鹽湖鹵水中的鎂、鋰離子深度分離，生產碳酸鋰、硼酸和高純氧化鎂的方法。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明的工藝方法包括鎂鋰深度分離、精除鎂、氯化銨回收三個工序過程：

①鎂鋰深度分離工序：包括一次高溫配料、一次冷卻分離、一次強制蒸發、二次高溫配料、二次冷卻分離、二次強制蒸發、三次高溫配料、三次分離步驟。

將含有鋰、硼、鉀、鈉、鎂、硫酸根、氯根離子，鎂鋰比達60：1的高鎂鋰比鹽湖鹵水通過鹽田自然蒸發濃縮，第一階段為蒸發析鹽階段，當液相含鉀30—35g/l時，將鹵水導入析鉀鹽田；第二階段為蒸發析鉀階段，當液相含鉀5g/l以下，析出含有氯化鈉、氯化鉀、軟甲鎂礬、鉀鹽鎂礬的固體混合物即鉀混鹽后，所剩的鹽湖鹵水即為鎂鋰比達20：1的析鉀鹵水，再經過鹽酸酸化提硼，石灰除硫酸根后的鹵水即為高鎂鋰比鹵水。鹽酸酸化提硼是向析鉀鹵水中邊攪拌邊加入濃度15—20%的鹽酸，鹽酸用量單位以M³計，用量以PH值界定，達到2—3即可，然后置入程控聚丙烯高壓隔膜板框壓濾機分離，分離出的液體為酸化提硼鹵水，固體即為粗硼酸。再將氧化鈣含量大于85%的石灰用淡水配成含固量為40—50%的料漿，然后將其加入酸化提硼鹵水中，同時不斷攪拌，石灰料漿用量單位以M³計，加入量以監測反應料漿液相含硫酸根至5—10g/l為宜，然后置入程控聚丙烯高壓隔膜板框壓濾機分離，分離出的固體即為硫酸鈣渣，棄去，液體即為除硫酸根后的鎂鋰比達20:1的高鎂鋰比鹵水。

一次高溫配料：將高鎂鋰比鹵水置入搪瓷反應釜，在蒸汽壓力4kg/cm²的工況下加熱到90—120℃，按高鎂鋰比鹵水中含有氯化鎂的量和氯化銨進行配比，二者為質量：質量比，氯化鎂：氯化銨=1:0.25～0.3，反應30分鐘得到配料液，其中氯化銨為市售的農用氯化銨，氯化銨含量＞90%。

一次冷卻分離：將一次高溫配料所得的配料液置入真空結晶器強制冷卻到35℃以下，得到冷卻料漿，將冷卻料漿再置入雙級推料離心機進行分離，分離后所得的六水合銨鎂光鹵石固體送入氯化銨回收工序；所得的液體為一次除鎂后的含鎂含鋰母液，其鎂鋰比為10:1。

一次強制蒸發：將一次除鎂后的含鎂含鋰母液置入外循環式真空蒸發器，在低壓蒸汽氣壓4kg/cm²，溫度70—100℃，真空度為300—1000Pa的條件下蒸發，使液相鎂含量達到100—120g/l，得到一次強制蒸發液。