[發(fā)明專利]一種硫酸鹽型鹽湖和氯化物型鹽湖鹵水中提取制備碳酸鋰的方法

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• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111424183A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟元;巴特爾
• 申請（專利權(quán)）人: 孟元
• 主分類號: C22B26/12
• 分類號: C22B26/12;C22B3/38;C22B3/44
• 代理公司: 青島中天匯智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37241
• 代理人: 袁曉玲

本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，針對硫酸鹽型和氯化物型鹽湖鹵水呈酸性且鋰離子含量較低、鎂鋰比較高等問題，提出一種硫酸鹽型和氯化物型鹽湖中的提取鋰離子并制備碳酸鋰的方法。其制備步驟為：將鹵水濃縮至適宜鋰離子濃度，在不沉淀出氫氧化鎂或者少量沉淀氫氧化鎂的前提下，通過加堿或堿性溶液調(diào)節(jié)pH值至中性及堿性，以一定相比加入萃取劑，萃取分離得到含鋰有機相；通入CO₂和純水得到LiHCO₃的水溶液；反萃液中加入堿將少量鎂離子以氫氧化鎂形式沉淀去除；脫鎂反萃液加熱使LiHCO₃分解，生成微溶于水的Li₂CO₃，分離沉淀即得Li₂CO₃晶體。該方法在合理成本下通過改變鹵水pH值而與新型萃取劑萃取法進行有機銜接，擴大新型萃取技術(shù)對各種類鹽湖進行提鋰的適應(yīng)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，具體地說是一種硫酸鹽型鹽湖和氯化物型鹽湖鹵水中提取制備碳酸鋰的方法。

背景技術(shù)

隨著能源危機與環(huán)境污染的日益嚴重，清潔新能源的開發(fā)刻不容緩。面對環(huán)境惡化的嚴峻形勢，大幅減少化石類能源的開采使用已成為人類共識。鋰離子電池作為一種理想的二次電池，因具有高能量密度和長循環(huán)壽命而受到廣泛關(guān)注，鋰離子電池產(chǎn)量呈現(xiàn)爆炸式增長，作為制備鋰離子電池材料必不可少的原材料，碳酸鋰的需求也呈現(xiàn)持續(xù)增長勢頭。未來10年內(nèi)，全球?qū)︿囐Y源的消耗量將成倍增加，預(yù)計2025年鋰電池領(lǐng)域占比將增大到65％。

中國鋰資源豐富，鋰資源量540萬噸，鋰儲量320萬噸，全球第二。中國的鹵水鋰資源主要集中在青海和西藏，該地區(qū)的含鋰離子鹽湖主要有硫酸鹽型、氯化物型和碳酸鹽型三種類型，共同的特點是鋰離子含量比較低，需要進行濃縮后才能達到一定的濃度。對于任何體系的鹵水、無論采用何種提鋰技術(shù)，一般來說，較高的鋰離子濃度均有利于反應(yīng)加工過程的進行，從處理量、能耗、操作費用的減少、收率的提高等方面有利于產(chǎn)業(yè)化工程的效率優(yōu)化。傳統(tǒng)的用堿沉淀除鎂的方法，只適用于鎂鋰比很低的鹽湖類型，鎂鋰比較高的鹽湖單純采用沉淀法其沉淀用堿量消耗量大，不具有經(jīng)濟價值。用新型萃取法即中性膦酸酯萃取，將鎂鋰進行一定程度的初步分離，使分離后鹵水的鎂鋰比大大降低，然后用堿沉淀除鎂，再進一步提取鋰，是比較可行的方法。目前青海地區(qū)鹽湖提鋰企業(yè)已經(jīng)成功應(yīng)用的鹽湖提鋰技術(shù)主要有電滲析法、吸附法等即采用這一開發(fā)思路。

從本質(zhì)上來說，在新型萃取法中，除鋰離子濃度外，原料鹵水的不同酸堿度是萃取和反萃取反應(yīng)過程中的一項重要反應(yīng)動力，即堿性鹵水有利于萃取反應(yīng)過程的進行，而酸性水或溶液可利于反萃反應(yīng)過程的進行，因此，新型萃取法適用于碳酸鹽型鹽湖，而對于硫酸鹽型鹽湖鹵水和氯化物型鹽湖鹵水來說，新型萃取劑萃取鋰離子能力較低，無法高效萃取鋰離子。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有的萃取技術(shù)適用于碳酸鹽型鹽湖，而對于硫酸鹽型鹽湖鹵水和氯化物型鹽湖鹵水來說萃取效果不好的上述問題，本發(fā)明提供一種硫酸鹽型鹽湖和氯化物型鹽湖鹵水中提取制備碳酸鋰的方法，通過對硫酸鹽型和氯化物型鹽湖濃縮鹵水進行酸堿度的調(diào)整，在不沉淀出氫氧化鎂或者少量沉淀氫氧化鎂的前提下，將鋰離子萃取出來，反萃后將少量的鎂離子以沉淀的形式除去，加熱、結(jié)晶、洗滌干燥后得到高純的的碳酸鋰晶體。該方法在合理成本下通過改變鹵水pH值而與新型萃取劑萃取法進行有機銜接，擴大新型萃取技術(shù)對各種類鹽湖進行提鋰的適應(yīng)性，對有效利用青海、西藏兩地鹽湖鹵水資源，完善新能源產(chǎn)業(yè)鏈，發(fā)展當?shù)亟?jīng)濟具有積極意義。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種硫酸鹽型和氯化物型鹽湖鹵水中提取制備碳酸鋰的方法，包括以下步驟：

(1)將鹽湖鹵水濃縮至適宜的Li⁺濃度，鎂鋰比不高于1000:1，加入堿溶液調(diào)節(jié)鹵水pH值至中性或微堿性，以原料鹵水中鎂離子未析出或少量析出為準；