[發(fā)明專利]從含鋰溶液中經(jīng)濟(jì)地提取鋰的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611052616.9
• 申請日: 2011-07-08
• 公開（公告）號: CN107012339A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 全雄;權(quán)五俊;金起弘;宋昌浩;韓基天;金畿永
• 申請（專利權(quán)）人: 浦項(xiàng)產(chǎn)業(yè)科學(xué)研究院
• 主分類號: C22B26/12
• 分類號: C22B26/12;C22B7/00;C22B3/44;C01B25/30;C22B26/22
• 代理公司: 北京德琦知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11018
• 代理人: 張燕,王珍仙

本申請是申請日為2011年7月8日，申請?zhí)枮?01180039418.8，發(fā)明名稱為“從含鋰溶液中經(jīng)濟(jì)地提取鋰的方法”的發(fā)明專利申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及從含鋰溶液中提取鋰的方法。

背景技術(shù)

目前鋰的應(yīng)用擴(kuò)展到了各種工業(yè)，包括可再充電電池、玻璃、陶瓷、合金、潤滑劑和制藥工業(yè)。鋰可再充電電池作為混合動力和電動汽車的主要能源近來受到關(guān)注，并且預(yù)期用于汽車的鋰可再充電電池的市場會持續(xù)增長到用于手機(jī)和筆記本的傳統(tǒng)小型電池市場的大約100倍。

此外，趨向更嚴(yán)格環(huán)境規(guī)則的全球性運(yùn)動可能不僅擴(kuò)展鋰的應(yīng)用到混合動力和電動汽車產(chǎn)業(yè)，還擴(kuò)展到電子、化學(xué)和能源領(lǐng)域。因此，預(yù)期對鋰的國內(nèi)和國外需求都會顯著地增加。

鋰的主要來源可為礦物、鹽水和海水。雖然例如鋰輝石、透鋰長石和鋰云母等礦物包含大約1％至1.5％的相對大量的鋰，但是其提取涉及復(fù)雜的工藝，例如浮選、高溫煅燒、粉碎、酸混合、提取、純化、濃縮和沉淀。這些工藝需要高的能量消耗，被認(rèn)為不符合成本效益，并且在鋰提取中酸的使用還會引起環(huán)境污染。

已報道大約2.5×10¹¹噸的鋰溶于海水中。雖然大多數(shù)技術(shù)包括插入含吸收劑的提取裝置到海水中，以便在有選擇地吸收鋰之后通過用酸處理來提取鋰，但由于包含在海水中的鋰的濃度不超過0.17ppm，所以從海水中直接提取鋰的效率非常低，并且非常不經(jīng)濟(jì)。

由于上述缺點(diǎn)，目前從天然鹽湖生產(chǎn)的鹽水中提取鋰，但是例如Mg、Ca、B、Na、K、SO₄的鹽也溶于鹽水中。

此外，包含在鹽水中的鋰的濃度為約0.3g/L至1.5g/L，并且包含在鹽水中的鋰通常以具有約13g/L的溶解度的碳酸鋰的形態(tài)提取。即使假設(shè)包含在鹽水中的鋰完全轉(zhuǎn)變成碳酸鋰，鹽水中的碳酸鋰的濃度限于1.59～7.95g/L(Li₂CO₃的分子量為74，并且鋰的原子量為7。如果鋰的濃度乘以5.3(74÷14≒5.3)，則可估計碳酸鋰的濃度)。由于多數(shù)情況下碳酸鋰的濃度低于碳酸鋰的溶解度，提取的碳酸鋰再次溶解，因此存在鋰提取的收率極低的問題。

通常，為從鹽水中包含的鋰中提取碳酸鋰，將從天然鹽湖中泵出的鹽水儲存在蒸發(fā)塘中，然后經(jīng)過長時間的室外自然蒸發(fā)，例如約一年，以數(shù)十倍地濃縮鋰。然后，將例如鎂、鈣、硼的雜質(zhì)進(jìn)行沉淀以去除，所述方法需要大于溶解度的碳酸鋰的量以進(jìn)行沉淀。

例如，中國專利公開號1626443記載了提取鋰的方法，其中，在太陽熱能下蒸發(fā)和濃縮鹽水，然后將濃縮液進(jìn)行反復(fù)的電滲析，以便獲得包含濃縮的鋰并具有低含量鎂的鹽水。

這種傳統(tǒng)方法需要蒸發(fā)和濃縮鹽水，費(fèi)時且不具生產(chǎn)性，尤其在雨季更是如此。此外，當(dāng)鋰與其它雜質(zhì)以鹽的形態(tài)沉淀時，鋰的損失不可避免。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，可提供通過使用具有低溶解度的磷酸鋰而從鹽水中以高提取產(chǎn)率經(jīng)濟(jì)地提取高純度磷酸鋰的方法，該方法不需要長時間的鹽水蒸發(fā)和濃縮工藝。

技術(shù)方案

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供了通過向溶液中加入磷供應(yīng)材料以從溶解的鋰中沉淀磷酸鋰從而從含鋰溶液中經(jīng)濟(jì)地提取鋰的方法。

在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，所述磷供應(yīng)材料可為選自由磷、磷酸、磷酸鹽及其混合物組成的組中的一種。

在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，所述磷酸鋰的濃度可為0.39g/L或更大。

在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，所述含鋰溶液中鋰的濃度可為0.1g/L或更大。更具體地，濃度可為0.2g/L或更大，或0.5g/L或更大。然而由于高濃縮鋰需要大量的時間，60g/L或更高的濃度可能不經(jīng)濟(jì)。

在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，所述方法可進(jìn)一步包括通過過濾從所述含鋰溶液中沉淀的磷酸鋰而提取磷酸鋰的步驟。

在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，所述含鋰溶液可為鹽水。

在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，所述鹽水可含有包括鎂、硼、鈣或其混合物的雜質(zhì)。

在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，在通過在所述鹽水中加入磷供應(yīng)材料而從溶解的鋰中沉淀磷酸鋰以前，所述方法可進(jìn)一步包括通過在所述鹽水中加入羥基離子而沉淀并去除在所述鹽水中的包括鎂、硼、鈣或其混合物的雜質(zhì)的步驟。

在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，所述通過加入磷供應(yīng)材料而從溶解的鋰中沉淀磷酸鋰的步驟可在室溫或更高溫度下進(jìn)行。

在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，所述羥基離子可為氫氧化鈉負(fù)離子。