[發(fā)明專利]從高原碳酸鹽型鹵水中制備碳酸鋰的方法

有效

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• 申請日: 2016-04-07
• 公開（公告）號: CN105883862B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設計）人: 董亞萍;李武;曾云;朱賢麟;劉鑫;胡斌;李東東;高丹丹;邊紹菊;彭嬌玉;楊小平;黃維農
• 申請（專利權）人: 中國科學院青海鹽湖研究所;西藏國能礦業(yè)發(fā)展有限公司
• 主分類號: C01D15/08
• 分類號: C01D15/08;C02F9/10;C02F1/14
• 代理公司: 深圳市舜立知識產權代理事務所(普通合伙)44335
• 代理人: 李亞萍

技術領域

本發(fā)明涉及碳酸鹽型鹵水的開發(fā)利用方法，尤其涉及一種從高原碳酸鹽型鹵水中制備碳酸鋰的方法。

背景技術

開發(fā)西藏地區(qū)鹽湖資源最困難的是無法在湖區(qū)建設化學加工廠，而且，距離具備工業(yè)加工能力的地方遙遠，因此，只能在湖區(qū)獲取高品位礦物后運出加工，其核心就是要利用當地自然環(huán)境通過修建鹽田來得到系列鹽田礦物。

西藏富硼鋰鹽湖主要有碳酸鹽型和硫酸鹽型兩大類。前期，針對硫酸鹽型富硼鋰鹽湖的開發(fā)，提出了冷凍除硝-蒸發(fā)析鉀-稀釋成鹽析硼-蒸發(fā)析鋰的主體工藝。而對碳酸鹽型富硼鋰鹽湖的開發(fā)，面臨的問題是由于碳酸鋰的溶解度性質，難于將碳酸鋰富集到較高濃度，扎布耶開發(fā)的工藝是利用冷凍除硝-蒸發(fā)富集鋰-利用太陽池升溫析碳酸鋰的工藝，該工藝實現了全清潔生產，得到了較好的碳酸鋰礦物，但鹵水中鋰離子富集程度較低，限制了鋰析出的收率；太陽池操作繁瑣，生產周期長；除鋰外其它資源均未得到利用。借助結則茶卡(碳酸鹽型)和龍木錯(硫酸鹽型)兩湖就近(直線距離約70km)的地理位置，開發(fā)的利用碳酸鹽型和硫酸鹽型兩種富硼鋰鹽湖鹵水耦合工藝，可以解決硫酸鹽型鹽湖鎂/鋰比高、碳酸鹽型鹽湖鋰難于富集的問題，并將鋰富集到較高濃度，但一方面，具有這種難得環(huán)境條件的兩種鹽湖數量畢竟有限；另一方面，兩種鹽湖耦合開發(fā)時消耗大量碳酸根，并產生較大量的碳酸鎂，導致碳酸鹽型鹽湖中能提供生產碳酸鋰的碳酸根不一定充足，對鹽湖資源的穩(wěn)定生產造成一定影響。因此，盡量僅利用碳酸鹽型硼鋰鹽湖中自身的元素，實現循環(huán)式生產，并擺脫對其它資源的依賴，是西藏高原碳酸鹽型鹽湖資源開發(fā)的極好途徑。

發(fā)明內容

為此，本發(fā)明提供一種從高原碳酸鹽型鹵水中制備碳酸鋰的方法。

一種從高原碳酸鹽型鹵水中制備碳酸鋰的方法，其包括步驟：

第一步，碳酸鹽型原始鹵水A在秋季之前，進行蒸發(fā)濃縮，并根據環(huán)境條件的變化，不斷向蒸發(fā)濃縮鹵水中導入淡水或稀鹵水以調節(jié)鋰離子濃度，使得鋰離子不以礦物形式析出，當鹵水中鋰離子濃度達到1.2g/L～1.8g/L時，將鹵水導入深度大于或等于2m的深池鹽田中繼續(xù)蒸發(fā)濃縮，在將鹵水導入深池過程中該鹵水先經過一個堆放有脫水芒硝的鹽池，控制進入深池鹵水中硫酸根離子的濃度20g/L～30g/L；

第二步，隨著季節(jié)轉入高原地區(qū)的冬季，環(huán)境溫度為-15℃～-5℃時，大量十水芒硝優(yōu)先析出，隨著溫度繼續(xù)降低和結晶水的析出，硼砂、氯化鈉、氯化鉀也以含水鹽或簡單鹽的形式析出，在此情況下，鹵水中鋰離子濃度迅速上升，以鹵水中硫酸根離子濃度為控制指標，當硫酸根離子的濃度降低到4g/L～7g/L時，鹵水中鋰離子濃度迅速上升至2.6g/L～3.5g/L，固液分離后得到富鋰碳酸鹽鹵水B和芒硝礦(以十水芒硝為主，質量含量占70％～90％以上，其余混雜有少量硼砂、氯化鈉、氯化鉀)；

第三步，將第二步得到的富鋰碳酸鹽鹵水B導入升溫系統中升溫至20℃～60℃，析出碳酸鋰精礦，該碳酸鋰精礦的品位在60％以上。

優(yōu)選地，所述第一步中的脫水芒硝為冷凍結晶析出的十水芒硝經過風化脫水得到的無水芒硝或部分脫水芒硝。

優(yōu)選地，所述第一步中，當鹵水中鋰離子濃度接近1.5g/L時，將鹵水導入所述深度大于或等于2m的深池鹽田中繼續(xù)蒸發(fā)濃縮。

優(yōu)選地，所述第一步中，當季節(jié)處于秋季時，環(huán)境溫度較高，鹵水最低溫度在5℃以上時，將鋰離子濃度控制在接近1.2g/L(1.2g/L～1.5g/L)導入深池鹽田。

優(yōu)選地，所述第一步中，當季節(jié)處于秋季時，環(huán)境溫度較低，鹵水最低溫度在0℃以下時，將鋰離子濃度控制在接近1.8g/L(1.5g/L～1.8g/L)導入深池鹽田。

優(yōu)選地，所述第一步中，當季節(jié)轉入秋季，氣溫開始降低時，鹵水最低溫度在0℃～5℃，將鋰離子濃度在接近1.2g/L的鹵水先導入深度小于或等于0.5m的淺池鹽田中繼續(xù)蒸發(fā)濃縮，蒸發(fā)至鹵水中鋰離子濃度接近1.8g/L時導入深池。

優(yōu)選地，所述第三步中鹵水B導入的升溫系統為太陽能升溫系統，在該太陽能升溫系統中升溫過程包括以下步驟：將鹵水B在太陽能升溫系統中自上而下噴出，同時將100℃～200℃的熱空氣與所述鹵水B相向或相交的方式導入，使得鹵水B和熱空氣以相對或相交運動的形式進行熱交換，從而鹵水溫度迅速上升至20℃～60℃并流入保溫池中；將所述鹵水在保溫池中保溫2～48小時，不斷析出碳酸鋰，待鹵水中鋰離子濃度降至1g/L～2g/L時固液分離得到碳酸鋰精礦。