[發明專利]從硫酸鈉亞型鹽湖聯合提取鉀鎂肥、硼酸和碳酸鋰的方法

有效

• 申請號: 201310507167.2
• 申請日: 2013-10-24
• 公開（公告）號: CN103539142A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 張利珍;譚秀民;張秀峰;李琦;趙恒勤
• 申請（專利權）人: 中國地質科學院鄭州礦產綜合利用研究所
• 主分類號: C01B35/10
• 分類號: C01B35/10;C01D15/08;C05D11/00;C01D9/00
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

技術領域

本發明屬于鹽湖鹵水資源綜合利用領域，具體涉及一種從富含鉀、硼、鋰的硫酸鈉亞型鹽湖鹵水提取碳酸鋰、硫酸鉀鎂肥、硼酸的方法。

背景技術

鹽湖是一種液態礦產，富含鉀、鈉、鋰、硼、溴、碘、銣、銫等多種元素，其中尤以鉀、鈉、鎂、鋰、硼資源最為豐富。據不完全統計，我國面積大于1km²的內陸鹽湖有813個，鹽湖資源豐富。但目前我國鹽湖的開發模式是有選擇性的對其中一些簡單組分或附加值高的組分進行提取，未提取的有用組分隨著老鹵排出，仍處于“資源一產品一廢物排放”的粗放式生產模式，不僅造成資源的嚴重浪費，還污染環境。我國的扎布耶、東西臺鹽湖等優質鹽湖均只生產單一產品，鹽湖的綜合開發利用程度遠落后于智利、阿根廷等國。因此，在國家日益重視發展循環經濟的今天，走綜合利用開發的道路是鹽湖開發的必然選擇。

我國硫酸鹽型鹽湖約160多個，主要集中在青海和新疆，個數占總鹽湖個數的20%，面積占總鹽湖面積的55%。但是利用硫酸鹽型鹽湖資源主要生產鈉鹽（如石鹽、天然堿、芒硝等）、含氯鉀鹽（氯化鉀）、硼鹽等初級產品，資源利用程度低，效益差。由于鹽湖中鋰、硼、鉀的提取研究大多是單獨進行的，缺少經濟合理的綜合生產技術。因此，積極開展鹽湖鉀、鋰、鎂、硼等資源的綜合開發利用研究，形成一套完整的工藝技術路線，解決鎂、鋰、硼、鉀聯合分離提取的問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決硫酸鈉亞型鹽湖資源開發過程中鉀、硼、鋰聯合提取的技術難題，提供一種采用分階段、多種方法結合來提取碳酸鋰、鉀鎂肥、硼酸的方法。該法實現了有價成分的分步有序提取，具有工藝簡單、資源利用率高、產品質量好、環保等特點，完全符合發展循環經濟的要求。

本發明通過下述技術方案予以實現：將原鹵采用鹽田法蒸發除去部分鈉，富集有價元素；經酸化萃取、蒸發冷凍工藝提取硼酸；經蒸發-冷凍工藝制備硫酸鉀鎂肥；采用沸石離子交換法二次提鉀；經凈化除去雜質硫酸根、鎂、鈣，以保證碳酸鋰產品的品質；經蒸發濃縮除鈉鹽，富集鋰濃度；碳酸鈉沉淀法制備碳酸鋰。其特征在于其步驟包括：

（1）將原鹵采用鹽田法蒸發除去部分鈉鹽，并富集有價元素濃度，降低料液處理量；

（2）析鈉母液酸化后采用溶劑萃取、蒸發冷凍工藝分離提取硼酸；

（3）萃余液經兩段蒸發-兩段冷凍工藝進行鉀鈉分離，一段蒸發和二段蒸發獲得鈉鹽；一段冷凍和二段冷凍，獲得硫酸鉀鎂肥；

（4）提鉀母液采用沸石離子交換法利用沸石預處理劑和解吸劑進行二次提鉀，再經蒸發冷凍獲得硝酸鉀；

（5）對二次提鉀母液進行凈化，除去影響碳酸鋰產品的雜質，并保證鋰的損失較小；

（6）凈化液經過蒸發濃縮，富集鋰濃度，以提高后續沉淀鋰的沉淀率；

（7）在濃縮液中加入碳酸鈉溶液反應，沉淀析出粗碳酸鋰，經洗滌、干燥后得到碳酸鋰產品；

（8）老鹵返回進行循環利用。

本發明的從硫酸鈉亞型鹽湖聯合提取鉀鎂肥、硼酸和碳酸鋰的方法的進一步特征在于：步驟（1）控制密度為1.28～1.33g/cm³，鋰、鉀、硼損失率<5%。

本發明的從硫酸鈉亞型鹽湖聯合提取鉀鎂肥、硼酸和碳酸鋰的方法的進一步特征在于：步驟（2）析鈉母液酸化至pH值為0.5～2.0，萃取劑為一元醇，反萃取劑為鹽酸溶液，經多級萃取和多級反萃取，萃取率為90%～97%，反萃取率為95%～100%。

本發明的從硫酸鈉亞型鹽湖聯合提取鉀鎂肥、硼酸和碳酸鋰的方法的進一步特征在于：步驟（3）兩段蒸發濃縮終點均控制密度為1.29～1.35g/cm³，兩段冷凍前濃縮液均需加水，加水量為濃縮液的8～15%。

本發明的從硫酸鈉亞型鹽湖聯合提取鉀鎂肥、硼酸和碳酸鋰的方法的進一步特征在于：步驟（4）沸石預處理劑和解吸劑均為銨鹽溶液，濃度為0.5～3.0mol/L。

本發明的從硫酸鈉亞型鹽湖聯合提取鉀鎂肥、硼酸和碳酸鋰的方法的進一步特征在于：步驟（5）沉淀雜質硫酸根時，氯化鈣加入量與硫酸根摩爾比n_CaCl2:n_SO4=(1.05～1.30):1；沉淀雜質鎂鈣時，為了保證鋰損失較少，料液的稀釋比例為V_蒸餾水:V_料液=(0～1):1；深度沉鎂時，反應終點控制pH>12。

本發明的從硫酸鈉亞型鹽湖聯合提取鉀鎂肥、硼酸和碳酸鋰的方法的進一步特征在于：步驟（6）蒸發倍數控制在8～15倍，鋰損失率低于5%。