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

本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2011年7月8日，申請(qǐng)?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(qǐng)的分案申請(qǐng)。

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(rùn)滑劑和制藥工業(yè)。鋰可再充電電池作為混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車的主要能源近來(lái)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(chǎng)會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)到用于手機(jī)和筆記本的傳統(tǒng)小型電池市場(chǎng)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(dòng)可能不僅擴(kuò)展鋰的應(yīng)用到混合動(dòng)力和電動(dòng)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(duì)鋰的國(guó)內(nèi)和國(guó)外需求都會(huì)顯著地增加。

鋰的主要來(lái)源可為礦物、鹽水和海水。雖然例如鋰輝石、透鋰長(zhǎng)石和鋰云母等礦物包含大約1％至1.5％的相對(duì)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(huì)引起環(huán)境污染。

已報(bào)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(guò)用酸處理來(lái)提取鋰，但由于包含在海水中的鋰的濃度不超過(guò)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(jì)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(wèn)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(chǔ)存在蒸發(fā)塘中，然后經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)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(guó)專利公開(kāi)號(hào)1626443記載了提取鋰的方法，其中，在太陽(yáng)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(shí)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(shí)，鋰的損失不可避免。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，可提供通過(guò)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(zhǎng)時(shí)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(guò)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(gè)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(gè)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(gè)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(shí)間，60g/L或更高的濃度可能不經(jīng)濟(jì)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，所述方法可進(jìn)一步包括通過(guò)過(guò)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(gè)實(shí)施方式中，所述含鋰溶液可為鹽水。

在本發(fā)明的一個(gè)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(gè)實(shí)施方式中，在通過(guò)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(guò)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(gè)實(shí)施方式中，所述通過(guò)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(gè)實(shí)施方式中，所述羥基離子可為氫氧化鈉負(fù)離子。