[發明專利]一種復合沉淀劑及其用于高鎂鋰比鹵水鋰鎂分離方法

在審

• 申請號: 201510492761.8
• 申請日: 2015-08-12
• 公開（公告）號: CN105152189A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: 梁渠;梁家駒;王愛鳳
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: C01D15/08
• 分類號: C01D15/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種復合沉淀劑，尤其涉及一種針對高鎂鋰比鹵水的鋰鎂分離，制取碳酸鋰的方法。

背景技術

我國鹵水鋰資源非常豐富，主要集中在青藏高原，但以青海鹽湖鋰資源儲量為主。而青海鹽湖的特點之一就是鎂鋰比很高，鎂鋰比在40.31(東臺吉乃爾)～1837(察爾汗)范圍內變化，即占我國鋰資源的94.1％的青海鹽湖鹵水鎂鋰比在40以上，因而適用于世界幾個大鹽湖工業化提鋰的沉淀法不適合于我國青海鹽湖提鋰，如智利Atacama鹽沼、美國SilverPeak鹽湖、阿根廷HombreMuerto鹽沼、玻利維亞Uyuni鹽湖鹵水中的鎂鋰比分別為7.2、1.3、1.5、9.3，均低于10。原因是鋰鎂為周期表中的對角相似元素，不僅共生在一起，而且很多化學性質極其相似，當用碳酸鈉沉淀鋰離子時(K_sp(Li2CO3)＝1.7×10^-3)，鎂離子也沉淀出來(K_sp(MgCO3)＝3.5×10^-8)。因此，從高鎂鋰比鹽湖鹵水中提鋰，必須解決鋰鎂分離問題。

對高鎂鋰比鹵水鋰鎂分離的研究主要有溶劑萃取法(如CN102275956B)、吸附法(如CN1511964A、CN100343399C)、煅燒法(如CN1313373C)及沉淀法；溶劑萃取法中的萃取和反萃工藝流程較長，設備復雜，藥劑消耗大，因而運行成本高，而且，萃取劑的毒性及對環境的影響也是萃取法難以克服的問題。吸附法所用的離子篩吸附劑(如二氧化錳、二氧化鈦和氧化鋁離子篩吸附劑，均為兩性氧化物，在用酸洗脫其吸附的鋰離子時，溶蝕嚴重，篩孔破環，吸附容量、選擇性及滲濾性都會較大程度地下降。煅燒法從噴霧干燥到煅燒等工序均大量耗能，工藝最高溫度達到上千度(1200℃)，且設備投資巨大。在所有針對高鎂鋰比鹵水進行鋰鎂分離的方法中，沉淀法的成本最低，也最環保和節能。

在用沉淀法進行鋰鎂分離時，通常選用的沉淀劑有兩類：一類為氫氧化物，其本質是生成Mg(OH)₂沉淀(如CN101538057A)；一類是碳酸鹽(如CN103864249B)，其本質是生成碳酸鎂沉淀。其中，氫氧化物作為沉淀劑，對鎂離子沉淀分離的選擇性很高，因為Mg(OH)₂的溶度積很小(K_{sp【Mg(OH)2】}＝1.8×10^-11)，而LiOH是可溶的(s＝12.8g/100g水)，其沉淀選擇性系數非常高，約為β＝s(_LiOH)/s(_Mg(OH)2)＝12.8/1.65×10^-4＝77576。但是，Mg(OH)₂沉淀常為凝膠狀，難以過濾，從而也導致鋰的吸附損失，這在工藝上是個難以解決的問題。而碳酸鹽作為沉淀劑，在沉淀鎂離子的同時，也會導致鋰離子的共沉淀損失，鋰的回收率大大降低了。

發明內容

為解決上述中存在的問題與缺陷，本發明提供了一種復合沉淀劑及其制備方法。所述技術方案如下：

一種復合沉淀劑，包括：

所述復合沉淀劑是由氫氧化物與取代偶氮苯酚復配而成。氫氧化物為主沉淀劑，取代偶氮苯酚為輔助沉淀劑，兩者的摩爾比為1:0.001～0.0001。

所述氫氧化物是含有或能產生氫氧根陰離子的物質。作為主沉淀劑，氫氧化物可以是氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氨水等中一種或多種。

一種復合沉淀劑的輔助沉淀劑的制備方法為：

將取代苯胺、亞硝酸鈉、硫酸按照摩爾比1:1.2:3的比例配比，冰水浴溫度控制在0～5℃，攪拌反應3.5h，得到重氮鹽；調整其pH約為9，加入苯酚(稍過量于重氮化合物的量)反應5小時，再調整反應液為微酸性，即可析出取代偶氮苯酚產物。產物純化采用重結晶法，結構鑒定用IR、MS及元素分析檢驗。此產物即為輔助沉淀劑。

一種復合沉淀劑用于高鎂鋰比鹵水中鋰鎂分離的方法為：

B、鹵水經鹽田曬鹽蒸發，分別析出了石鹽、鉀石鹽，水氯鎂石(或瀉利鹽)及提硼等過程后得到的老鹵。經濃縮，Mg²⁺濃度為50～150g/L、Li⁺濃度為1.5～5g/L。

C、根據老鹵中鎂離子的濃度來配制復合沉淀劑的濃度，并在常溫下將其加入到老鹵中，從鋰鎂混合液中選擇性地沉淀鎂離子。抽濾，濾液進一步濃縮至鋰離子濃度為4wt％，用5wt％碳酸鈉沉淀鋰離子得到純度為99.5％的碳酸鋰產品，鋰的回收率可達98％；濾渣可灼燒制得鎂材料。