[發(fā)明專利]碳酸型鹽湖鹵水轉(zhuǎn)化成氯化物型鹵水的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010621660.7
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111606334A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹建勇;楊榮;梅波;趙清
• 申請（專利權(quán)）人: 啟迪清源（北京）科技有限公司;青海啟迪清源新材料有限公司
• 主分類號: C01D3/06
• 分類號: C01D3/06;C01D15/04;C01D15/08
• 代理公司: 北京金言誠信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11229
• 代理人: 韓思雨

一種碳酸型鹽湖鹵水轉(zhuǎn)化成氯化物型鹵水的方法，包括下述步驟：將碳酸型鹽湖鹵水通過離子交換樹脂，去除所述鹵水中的微量鈣鎂離子獲得軟化鹵水；將軟化鹵水泵送入第一級納濾膜系統(tǒng)中，在第一級納濾膜的兩側(cè)施加壓力，形成壓差；軟化鹵水中的部分水、鈉離子、鉀離子、鋰離子、以及氯離子從高壓側(cè)經(jīng)第一級納濾膜遷移到低壓側(cè)；高壓側(cè)的高價(jià)陰離子被富集，獲得富含高價(jià)陰離子的鹵水，將該富含高價(jià)陰離子的鹵水泵送返回鹽湖，所述高價(jià)陰離子包括硫酸根離子、碳酸根離子以及多硼酸根離子；低壓側(cè)獲得含有少量高價(jià)陰離子的氯化物型鹵水。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種碳酸型鹽湖鹵水納濾法轉(zhuǎn)化成低價(jià)態(tài)氯化物型鹵水的方法。

背景技術(shù)

西藏、南美部分碳酸型鹽湖中富含鋰離子，同時富含碳酸根離子，資源稟賦高，經(jīng)鹽田濃縮后便能形成碳酸鋰。但是，這些碳酸型鹽湖中同時含有大量硫酸根離子、多硼酸根離子、碳酸氫根離子、氯離子、鈉離子、鉀離子。

經(jīng)過申請人的持續(xù)研究發(fā)現(xiàn)，大量多硼酸根離子存在造成鹽田輻曬效率低下，同時在鹽田濃縮過程中形成的芒硝、十水碳酸鈉、氯化鈉、石鹽、鉀石鹽、氯化鉀、四硼酸鈉等大量鹽類造成鋰離子被大量夾帶損失，從而造成鋰離子收率低下，同時多元體系相圖復(fù)雜，鉀離子等有價(jià)值元素也無法分離，造成資源的極大浪費(fèi)。另外，碳酸鋰的沉淀伴隨著氯化鈉、氯化鉀、硫酸鈉、硫酸鉀等多種雜質(zhì)鹽的沉淀，從而造成獲得的碳酸鋰純度低，精制成本高。大量碳酸根離子、硫酸根離子、多硼酸根離子的存在，使連續(xù)、高效率、穩(wěn)定、高收率甚至鉀鋰資源聯(lián)產(chǎn)無法實(shí)現(xiàn)。

目前常見的鹵水處理方法有以下幾種。

1.鹽湖鹵水直接采用吸附法工藝：

1)鋁系吸附劑：

鋁系吸附劑為分子篩吸附劑。吸附過程中，由于本體溶液為飽和溶液，在滲透壓作用下氯化鋰進(jìn)入吸附劑層狀結(jié)構(gòu)(其它分子如氯化鈉、碳酸鈉等不能進(jìn)入層狀結(jié)構(gòu))。當(dāng)吸附劑吸附飽和后，需要純水進(jìn)行水洗，洗去吸附劑球體及吸附劑間隙的鹵水，從而減少進(jìn)入洗脫液的雜質(zhì)離子含量。最后再采用淡水進(jìn)行洗脫，此時吸附劑層狀結(jié)構(gòu)外本體溶液中滲透壓較低，而層狀結(jié)構(gòu)內(nèi)氯化鋰滲透壓較高，氯化鋰便會從層狀結(jié)構(gòu)內(nèi)釋放進(jìn)入本體溶液中。

碳酸型鹵水在采用鋁系吸附劑吸附時并沒有障礙，但是在水洗過程中，由于本體溶液中滲透壓降低，氯化鋰想層狀結(jié)構(gòu)外擴(kuò)散，尤其是吸附劑球體的傳質(zhì)阻力存在從層狀結(jié)構(gòu)擴(kuò)散釋放的氯化鋰不能在本體溶液中迅速分散。從而，吸附劑球體內(nèi)高濃度氯化鋰會與球體內(nèi)的碳酸根離子沉淀析出碳酸鋰從而堵塞吸附劑孔道，造成解析工作無法順利進(jìn)行。

因此，鋁系吸附劑無法直接進(jìn)行碳酸型鹽湖鹵水的直接吸附。

2)錳系、鈦系或錳鈦復(fù)合吸附劑：

鋁、鈦、錳均是兩性物質(zhì)，在酸堿條件下均會溶解。錳系或鈦系吸附劑為離子篩，吸附過程中鋰離子與吸附劑上的氫離子發(fā)生交換，吸附劑每吸附一個鋰離子便會釋放一個氫離子。解析時每釋放一個鋰離子便需要吸附一個氫離子。

因此，其一、采用錳系、鈦系吸附劑必然需要消耗大量鹽酸或硫酸；其二、鹵水吸附后由于吸附劑上釋放出氫離子，造成經(jīng)過吸附的鹵水酸堿度變化，該鹵水不能直接排放，需要加堿回調(diào)pH，從而需要消耗大量氫氧化鈉；其三、錳系、鈦系吸附劑由于必須在酸性環(huán)境下洗脫，這必然造成吸附劑使用壽命降低，工藝穩(wěn)定性較差，吸附劑成本較高。

2.煅燒法工藝：

煅燒法工藝適用于硫酸鎂亞型鹽湖，首先通過鹽田工藝曬除氯化鈉，曬出鉀肥，此時鹵水中主要組分為氯化鎂、多硼酸鎂、氯化鋰，該鹵水噴霧干燥成固體，然后在1000度下煅燒。該工藝不適合于碳酸型鹽湖。

3.電滲析工藝：

電滲析法工藝適用于硫酸鎂亞型鹽湖，首先通過鹽田工藝曬除氯化鈉，曬出鉀肥，此時鹵水中主要組分為氯化鎂、多硼酸鎂、氯化鋰，采用選擇性電滲析攔截氯化鎂，和多硼酸鎂，氯化鋰透過電滲析膜，該工藝不適用于碳酸型鹽湖。