[發(fā)明專利]一種由鹽湖鹵水提取氫氧化鋰的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410124047.9
• 申請(qǐng)日: 2014-03-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103864249A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐銅文;蔣晨嘯;汪耀明;馮紅艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F9/06
• 分類號(hào): C02F9/06;C25B1/16
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鹽湖提取鋰資源的一種新方法，特別涉及一種由鹽湖鹵水制備高純氫氧化鋰的方法。

背景技術(shù)

以鋰為原料的化合物在工業(yè)上廣泛應(yīng)用，如用于生產(chǎn)玻璃、陶瓷、空調(diào)制冷劑以及鋰電池等工藝，特別是隨著中國(guó)工業(yè)不斷的發(fā)展，用于貯存電能的鋰電池迅速發(fā)展，而對(duì)于鋰電池所必須的高純度的氫氧化鋰的需求也愈來(lái)愈大。同時(shí)我國(guó)也是鋰資源大國(guó)，但是鋰的提取工藝相對(duì)落后，主要存在耗能高、環(huán)境不友好、得到的氫氧化鋰純度低等問(wèn)題。所以新型的、環(huán)境友好的并且能生產(chǎn)出高純度的氫氧化鋰產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝亟待發(fā)展。

鋰主要是從鹽湖鹵水中提取，在提取過(guò)程中，首先都需要將鹵水進(jìn)行濃縮，一般采用蒸餾、日曬等傳統(tǒng)濃縮方法。但是這些方法能耗高、產(chǎn)量低、費(fèi)時(shí)、環(huán)境不友好并且人工成本高。而普通電滲析作為一種新型的分離濃縮工藝被廣泛用于海水淡化、廢水處理、工業(yè)料液的濃縮與脫鹽等過(guò)程，其固有的低能耗、處理能力強(qiáng)、濃縮與脫鹽效率高等優(yōu)點(diǎn)被廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)中；但是通過(guò)普通電滲析方法濃縮鹽湖鹵水目前尚未見(jiàn)報(bào)道。

另外由于提取出來(lái)的鋰一般都是以碳酸鋰的形式存在，如果轉(zhuǎn)化為應(yīng)用更廣泛的氫氧化鋰產(chǎn)品需要更加耗能而且污染環(huán)境的方法。現(xiàn)在廣泛使用的氫氧化鋰生產(chǎn)工藝是沉淀法和電解法，沉淀法是將碳酸鋰溶液加入到石灰水中，利用溶解度的不同碳酸鋰與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鋰產(chǎn)品，而后通過(guò)過(guò)濾分離出碳酸鈣沉淀，再經(jīng)過(guò)多次結(jié)晶制備氫氧化鋰產(chǎn)品。因此沉淀法需要消耗大量的生石灰并且得到難以處理的碳酸鈣廢渣，對(duì)環(huán)境影響較大，另外得到的氫氧化鋰產(chǎn)品中鈣元素含量較高，需要再次提純。

沉淀法生產(chǎn)原理如下：

CaΟ+Η₂Ο→Ca(ΟΗ)₂?????（1）

Ca(OH)₂+Li₂CO₃→2LiOH+CaCO₃?????（2）

美國(guó)專利US2011/0044882A1報(bào)道了利用電解法由氯化鋰或者硫酸鋰同時(shí)生產(chǎn)高純度氫氧化鋰和鹽酸或硫酸的工藝，最終得到了鎂、鈣含量低于150ppb的氫氧化鋰產(chǎn)品，通過(guò)加入燒堿和草酸鈉將鎂鈣離子去除，之后再利用離子交換法將鎂鈣離子去除到工業(yè)級(jí)別，然后利用蒸發(fā)法將鹵水進(jìn)一步濃縮，然后利用電解產(chǎn)生的堿來(lái)生產(chǎn)氫氧化鋰產(chǎn)品。但是這種方法所獲得的氫氧化鋰產(chǎn)品工藝產(chǎn)量較低、純度低，并且生產(chǎn)過(guò)程中得到氯氣很難貯存且操作危險(xiǎn)性高，存在很大的安全隱患。

俄國(guó)應(yīng)用電化學(xué)雜志（Russian?Journal?of?Applied?Chemistry(2004,77,(7),1108-1116)）報(bào)道了一種利用碳酸鋰和硫酸反應(yīng)再電解生產(chǎn)氫氧化鋰工藝，首先碳酸鋰與硫酸反應(yīng)得到硫酸鋰溶液，再將硫酸鋰通入電解槽制得氫氧化鋰和稀硫酸，稀硫酸回用到碳酸鋰的酸化工藝，最終得到了純度很高的氫氧化鋰產(chǎn)品。但是這種方法產(chǎn)量低且能耗高。

雙極膜電滲析工藝是一種新型的以離子選擇性透過(guò)膜和雙極膜為基礎(chǔ)的分離和生產(chǎn)工藝，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化工、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域，如氨基酸的脫鹽、有機(jī)酸的生產(chǎn)、脫硫劑的再生、果汁的脫酸等等。雙極膜是由陽(yáng)離子交換層、水解離界面層與陰離子交換層復(fù)合組成的具有三層結(jié)構(gòu)的特殊的離子交換膜，它能在電場(chǎng)的作用下，在水解離界面層上解離水得到質(zhì)子和氫氧根，并且向相應(yīng)的酸室和堿室移動(dòng)，而酸室和堿室的離子會(huì)被質(zhì)子或者氫氧根取代，從而達(dá)到產(chǎn)酸和產(chǎn)堿的目的，雙極膜需要與單極膜一起使用組成特殊設(shè)計(jì)的膜堆，一般使用的膜堆結(jié)構(gòu)有雙極膜-陰離子交換膜-陽(yáng)離子交換膜、雙極膜-陰離子交換膜、雙極膜-陽(yáng)離子交換膜結(jié)構(gòu)。

但雙極膜電滲析用于生產(chǎn)氫氧化鋰過(guò)程尚未報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種由鹽湖鹵水經(jīng)過(guò)除鈣鎂、普通電滲析濃縮、再次除鈣鎂、多步結(jié)晶提取碳酸鋰及電解-雙極膜電滲析過(guò)程生產(chǎn)氫氧化鋰的方法，以期在獲得高純度的氫氧化鋰同時(shí)，減少環(huán)境污染、簡(jiǎn)化工藝、降低能耗、提高產(chǎn)能。

本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題，采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明由鹽湖鹵水提取氫氧化鋰的方法，其特點(diǎn)在于按如下步驟進(jìn)行：