[發明專利]回收鋰值的方法

在審

• 申請號: 201980051364.3
• 申請日: 2019-05-30
• 公開（公告）號: CN112703260A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: A·納皮耶;C·格里菲思
• 申請（專利權）人: 澳大利亞鋰公司;澳大利亞核科學技術組織
• 主分類號: C22B26/12
• 分類號: C22B26/12;C01B25/30;C01D15/06
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 王衛彬;徐婕超

一種從含鋰溶液如鹽水或工藝母液中回收磷酸鋰和硫酸鋰的方法。該方法包括向含鋰溶液中添加磷酸鹽以沉淀磷酸鋰，然后從所述溶液中分離出所得的磷酸鋰沉淀。然后將分離出的磷酸鋰沉淀在硫酸中消化以產生消化混合物，從中分離出硫酸鋰沉淀。將堿金屬氫氧化物添加到分離后的溶液中以產生堿金屬磷酸鹽溶液，并將其回收以在該方法的第一步中用作磷酸鹽。

技術領域

本公開內容涉及一種回收鋰值的方法，尤其涉及一種從含鋰溶液如鹽水或工藝母液中回收磷酸鋰和硫酸鋰的方法。

背景技術

鋰鹽，例如碳酸鋰或氫氧化鋰，被用于生產鋰離子電池、玻璃、陶瓷、藥物、潤滑劑、空氣處理或鋁冶煉。其在電動汽車、用于航空器的鋰鋁合金和智能電網存儲系統中也有潛在應用。

碳酸鋰和氫氧化鋰可從硅酸鋰(如鋰輝石和鋰云母)中或從鹽水、鹽沼、鹽湖、鹽礦和地熱資源中回收。從中回收碳酸鋰和氫氧化鋰的含鋰溶液還包含濃度相當或更高的其他堿金屬和堿土金屬陽離子，導致分離困難。例如，在蒸發過程中，鈣將與鎂聚集起來，在從溶液中分離出碳酸鋰之前，必須除去這兩種堿土金屬。同樣，鈉鹽和鉀鹽也很難從這種混合金屬溶液中分離出來。同樣，鈉鹽和鉀鹽也很難從這種混合金屬溶液中分離出來。因此，回收方法被設計為控制鎂、鈣、鈉和鉀的相對比例，從而使不希望得到的雜質留在溶液中，沉淀出所需純度的可行量的所需鋰鹽。

如果可以將含鋰溶液中的堿金屬和堿土金屬陽離子作為可出售的副產品回收或在上游工藝中再利用，則在經濟上是有利的。

此外，碳酸鋰和氫氧化鋰在25℃水中的溶解度分別為1.3g/100mL和12.7g/100mL。因此，從鹽水和工藝母液中回收這些鹽的固體形式可能需要復雜的多階段過程，使純化的溶液濃縮至高于這些鋰鹽的溶解度極限。常用的鋰(Li)處理循環中蒸發以處理水平衡或使可溶性鹽(如氫氧化物)結晶化是耗費大量能源和資金的。當鋰來源的品級低時，這個問題會變得更復雜。

因此，需要開發一種從含鋰溶液中回收鋰鹽的方法，以克服至少一些上述問題。

對本公開內容的背景的討論旨在促進對本公開內容的理解。但是，應當理解的是，該討論并不是承認或認可所引用的任何材料在本公開內容的優先權日之前已經公開，已知或成為常識的一部分。

發明內容

本公開內容提供了一種回收鋰值的方法，特別是一種用于從諸如鹽水或工藝母液的含鋰溶液中回收磷酸鋰和硫酸鋰的方法。

所述從含鋰溶液中回收磷酸鋰和硫酸鋰的方法，其包括：

a)向含鋰溶液中加入磷酸鹽以產生磷酸鋰沉淀；

b)從步驟a)產生的溶液中分離出所述的磷酸鋰沉淀；

c)在硫酸中消化所分離出的磷酸鋰沉淀以沉淀硫酸鋰，并從中分離出硫酸鋰沉淀；以及

d)將堿金屬氫氧化物添加到步驟c)中分離出的消化混合物中，以產生堿金屬磷酸鹽溶液，并將所述堿金屬磷酸鹽溶液回收作為磷酸鹽用于步驟a)。

在一些實施方案中，在步驟a)中向所述含鋰溶液中加入化學計量過量的磷酸鹽，使得溶液中殘留的可溶性鋰可以小于500mg/L和/或溶液中殘留的磷酸鹽(P)可以大于100mg/L。在一些實施方案中，溶液中殘留的可溶性鋰可以為50-100mg/L，溶液中殘留的P可以為500-3000mg/L。

在一個實施方案中，在步驟c)之前，可以將所分離的磷酸鋰沉淀從磷酸中再沉淀。這樣一來，可以將諸如K、Na和S的主要雜質減少一個數量級。

在一個實施方案中，步驟c)中所述的消化混合物可包含10-50重量％的磷酸鋰固體，使得溶液中殘留的鋰的量達到硫酸鋰在磷酸中的溶解度極限，特別是在30-35g/L之間。

在一些實施方案中，在步驟c)中在硫酸中消化所分離的磷酸鋰沉淀發生在從環境溫度到80℃的溫度下1-4小時內，特別是1-2小時內。.