[發明專利]從鹽湖鹵水中分離并提取鋰的綠色生產方法

在審

• 申請號: 202010528692.2
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111592018A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 孟元;巴特爾
• 申請（專利權）人: 孟元
• 主分類號: C01D15/08
• 分類號: C01D15/08;C02F1/469
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 袁曉玲

本發明屬于化工領域。針對電滲析法從鹽湖鹵水中富集并提取鋰的方法操作復雜，能耗高的問題，提供一種從鹽湖鹵水中分離并提取鋰的綠色生產方法：用陰離子交換膜將電滲析裝置隔成電解質室和鹵水室兩個區域，鹵水室內充入鹽湖鹵水，電解質室內充入電解質溶液；將對Li⁺有選擇性吸附作用的離子篩涂覆在導電基體上，置于鹵水室中，以離子篩為陰極，以惰性電極為對電極進行陰極極化，得到嵌鋰態離子篩；將導電基體從鹵水室中取出，并向嵌鋰態離子篩中通入CO₂和純水進行脫嵌，CO₂和純水產生的H⁺置換離子篩中的Li⁺得到的LiHCO₃；加熱，碳酸氫鋰析出并分解得到碳酸鋰沉淀。本發明操作簡單，連續性好，能耗低，易于規模化。

技術領域

本發明屬于化工領域，具體涉及一種從鹽湖鹵水中分離并提取鋰的綠色生產方法。

背景技術

金屬鋰及其鋰鹽的用途非常廣泛，是生產鋰離子電池的最好材料，是發展新能源、新材料的重要金屬。當前鋰的應用領域還在不斷拓展，全世界對鋰的需求量正在不斷增加，特別是新能源產業的快速發展，導致鋰的市場需求量急劇增加，目前鋰的生產供不應求，并且開采成本較高。

中國的鹵水鋰資源主要集中在青海和西藏，發展鋰電產業具有得天獨厚的條件。其中西藏鹽湖以堿性鹽湖居多,現有的從鹽湖鹵水中提取鋰的技術，通常使用工業酸、工業堿及大量有機溶劑，在環境保護方面無法滿足綠色生產的要求。目前，已經成功應用的提鋰技術主要有電滲析法、吸附法、萃取法等。電滲析法是利用電滲析裝置進行鎂鋰離子的分離和鋰離子的富集的方法，然而電滲析法需要將電極在鹵水室和電解質室之間進行不斷調換，或者將鹵水室和電解質室的液體進行調換，操作復雜，能耗高。

發明內容

針對現有的電滲析法從鹽湖鹵水中富集并提取鋰的方法存在的操作復雜，能耗高的上述問題，本發明提供一種從鹽湖鹵水中分離并提取鋰的綠色生產方法，采用CO₂溶于水生成碳酸，碳酸產生的H⁺進行嵌鋰態離子篩的脫嵌，無需電極或電解裝置中液體的調換，能耗低。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種從鹽湖鹵水中分離并提取鋰的綠色生產方法，包括以下步驟：

(1)用陰離子交換膜將電滲析裝置隔成電解質室和鹵水室兩個區域，鹵水室內充入鹽湖鹵水，電解質室內充入電解質溶液；將對Li⁺有選擇性吸附作用的離子篩涂覆在導電基體上，置于電滲析裝置的鹵水室中，以離子篩為陰極，以惰性電極為對電極進行陰極極化，使鹵水中的Li⁺嵌入到離子篩中得到嵌鋰態離子篩；

(2)將導電基體從鹵水室中取出，并向嵌鋰態離子篩中通入CO₂和純水進行脫嵌，CO₂和純水產生的H⁺置換離子篩中的Li⁺得到的LiHCO₃；

(3)加熱上述得到的碳酸氫鋰水溶液，控制溫度和體系壓力，攪拌，使碳酸氫鋰析出，并分解得到碳酸鋰沉淀；

(4)分離沉淀，經洗滌干燥得到碳酸鋰晶體。

進一步的，所述步驟(1)離子篩為磷酸鐵、鈦酸鋰、MnO₂中的一種或幾種的混合物。