[發(fā)明專利]一種用含鋰鹽湖鹵水制備碳酸鋰的工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710000559.8
• 申請日: 2017-01-03
• 公開（公告）號: CN106517260B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝超;夏適;高文遠(yuǎn);湯建良;鄭賢福
• 申請（專利權(quán)）人: 化工部長沙設(shè)計(jì)研究院
• 主分類號: C01D15/08
• 分類號: C01D15/08;C01F5/22;C01F11/46;C01D3/06
• 代理公司: 長沙星耀專利事務(wù)所(普通合伙)43205
• 代理人: 張慧,趙靜華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鹽湖資源開發(fā)利用領(lǐng)域，尤其是涉及一種用含鋰鹽湖鹵水制備碳酸鋰的工藝。

背景技術(shù)

我國鋰資源80%蘊(yùn)藏在鹽湖鹵水中，但其中鹽湖鋰資源開發(fā)程度很低，目前僅能提供20%左右的鋰鹽產(chǎn)量，同時(shí)，國外絕大部分鋰鹽產(chǎn)品來自鹽湖，主要是因?yàn)槲覈}湖大多數(shù)屬于氯化物與硫酸鹽型，這兩類鹽湖中鎂離子含量通常較高，造成鎂鋰比較高，鎂鋰化學(xué)物理性質(zhì)極為接近，在提鋰的過程中必需將鎂離子去除，鎂離子含量高，大大提高鹽湖鹵水中提鋰的成本。同時(shí)除鎂過程中會損失部分鋰，使鋰收率降低，也會造成部分鎂離子進(jìn)入產(chǎn)品中，使產(chǎn)品質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。如青海鹽湖中鎂鋰比多在50:1以上，西藏鹽湖中鎂鋰比也多在10：1以上，這些是造成青海與西藏鹽湖豐富的鋰資源均未得到大規(guī)模開發(fā)的主要原因。隨著新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，碳酸鋰的需要量與日劇增，因此，研究開發(fā)含鋰鹽湖鹵水制備碳酸鋰的工藝，顯得尤為重要，尤其是針對高鎂鋰比鹽湖鹵水的提鋰技術(shù)。

目前，高鎂鋰比的鹽湖鹵水開發(fā)，也有成功的例子，如吸附法提鋰、煅燒法提鋰、電滲析提鋰、萃取法提鋰等。其中，選擇性的吸附將有助于解決這一問題，但吸附劑這一關(guān)鍵技術(shù)未能得到有效突破，煅燒法提鋰由于其能耗與污染等問題也沒有得到推廣，電滲析法需要特殊的裝置與滲透膜，這些問題的存在嚴(yán)重的限制了鹽湖提鋰產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前，鹽湖產(chǎn)碳酸鋰多來自鎂鋰比相對較低的鹽湖，如我國的扎布耶鹽湖，該鹽湖為碳酸型鹽湖，鎂離子含量很低（僅為0.004wt%左右），鋰離子含量為0.13wt%左右，鎂鋰比約為0.003:1；又如智利與阿根廷的Atacama鹽湖與Hombre Muerto鹽湖，雖然為硫酸鹽型但鎂鋰比一個(gè)為6.5:1，一個(gè)為1.3:1，均屬于低鎂高鋰的鹽湖。

CN 102432044 A公開了一種從高鎂鋰比氯化物型鹵水中提取超高純度碳酸鋰的方法，通過吸附—解吸和蒸發(fā)濃縮工藝制取氯化鋰濃縮液，純化后使用碳酸氫銨水漿沉淀出碳酸鋰，然后轉(zhuǎn)化為碳酸氫鋰溶液，過濾并脫碳。但吸附法往往會需要大量的吸附樹脂與吸附塔等裝置，同時(shí)工藝流程復(fù)雜，且需要嚴(yán)格的除雜過程，操作不便。

CN101698488A公開了一種利用高鎂鋰比鹽湖鹵水制備碳酸鋰的方法，但其采用有機(jī)溶劑萃取法，其有幾個(gè)缺陷，一是有機(jī)溶液有一定的毒性與腐蝕性，易造成環(huán)境污染；二是萃取過程中萃取劑會有損失，導(dǎo)致成本較高；三是萃取法往往包括萃取、反萃、濃縮、萃取劑的回收等工序，使得該方法的流程較長；四是萃取設(shè)備較為復(fù)雜，建設(shè)投資大。

以上這些都限制了高鎂鋰比鹽湖鹵水中鋰資源的開發(fā)利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成本較低，操作較簡單，收率較高的用含鋰鹽湖鹵水制備碳酸鋰的工藝。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，一種用含鋰鹽湖鹵水制備碳酸鋰的工藝，包括以下步驟：

（1）配制質(zhì)量濃度為5~40%的石灰乳懸浮液，將石灰乳懸浮液與含鋰鹽湖鹵水按質(zhì)量比為0.5~6︰100的比例混合均勻，所述石灰乳懸浮液的用量以其中所含的氧化鈣來計(jì)，得含鋰鹽湖鹵水混合料；

所述石灰乳懸浮液，可因地制宜，將當(dāng)?shù)氐氖沂瑹频玫紺aO，再配制石灰乳懸浮液（若直接將氧化鈣固體加入到含鋰鹽湖鹵水中，則不會發(fā)生反應(yīng)，無法達(dá)到目的），石灰石燒制所得二氧化碳可應(yīng)用于本發(fā)明后續(xù)步驟（7）中，以降低成本。

所述含鋰鹽湖鹵水，為鋰離子含量≥0.01wt%的含鋰鹽湖鹵水；本發(fā)明適于鎂鋰比≤200:1的含鋰鹽湖鹵水，尤其適用于鎂鋰比≥10︰1（特別是鎂鋰比≥30︰1）的高鎂鋰比的含鋰鹽湖鹵水；

本步驟的目的是使用石灰乳的鈣去除鹽湖鹵水中的硫酸根離子，利用石灰乳的堿性沉淀出Mg（OH）₂而除鎂；減小鎂鋰比，簡化工藝流程。

（2）將步驟（1）所得含鋰鹽湖鹵水混合料采用鹽田攤曬或強(qiáng)制蒸發(fā)工藝，蒸發(fā)相當(dāng)于含鋰鹽湖鹵水混合料質(zhì)量10~70%的水分（控制鋰離子含量＜0.2wt%），再進(jìn)行固液分離，所得固體為Mg(OH)₂與CaSO₄沉淀，可用于提鎂和制備石膏；所得液體為鹵水Ⅰ；

現(xiàn)有技術(shù)中，常規(guī)方法都是不蒸發(fā)直接固液分離，除鎂較少，后續(xù)步驟操作復(fù)雜，本發(fā)明打破了這一常規(guī)。本步驟蒸發(fā)后固液分離，先行除鎂，可以簡化后續(xù)工藝流程，除鎂較多，鋰損失也較少。

（3）將步驟（2）所得鹵水Ⅰ繼續(xù)蒸發(fā)相當(dāng)于鹵水Ⅰ質(zhì)量35~60%的水分（控制鋰離子含量＜1.0%），再進(jìn)行固液分離，所得固體為NaCl；所得液體為鹵水Ⅱ；