一種從鹽湖鹵水中提取碳酸鋰的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種從鹽湖鹵水中提取碳酸鋰的方法，特別是涉及一種高鎂富鋰硫酸鹽型鹵水和碳酸鹽型鹵水協(xié)同開發(fā)利用提取碳酸鋰的方法。本發(fā)明的從鹽湖鹵水中提取碳酸鋰的方法，包括如下步驟：將高鎂鋰比的富鋰鹽湖鹵水A和含鋰的碳酸鹽型鹽湖鹵水B蒸發(fā)濃縮，進行富集；取富集的碳酸型鹵水D進行冷凍、析出、蒸發(fā)濃縮得混合鹽S1和碳酸鋰飽和鹵水E；取富集的硫酸型富鋰鹵水C與碳酸鋰飽和鹵水E進行一次兌鹵；取富集的碳酸型鹵水D與混合鹽S1混合得到高碳酸根鹵水L2；將富鋰鹵水L1和高碳酸根鹵水L2混合攪拌，得二兌母液和碳酸鋰產品。本發(fā)明的方法可成功解決高鎂鋰比的鹽湖鹵水中鎂鋰難以分離及含鋰的碳酸鹽型鹽湖鹵水中鋰難以富集的問題。
【專利說明】一種從鹽湖南水中提取碳酸鋰的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種從鹽湖鹵水中提取碳酸鋰的方法，特別是涉及一種高鎂富鋰硫酸鹽型鹵水和碳酸鹽型鹵水協(xié)同開發(fā)利用提取碳酸鋰的方法。
【背景技術】
[0002]鹽湖是咸水湖的一種，是含鹽度很高的湖泊。淡水湖的礦化度小于I克/升，咸水湖礦化度為I~35克/升，礦化度大于35克/升的則是鹽湖。鹽湖是湖泊發(fā)展到老年期的產物，它富集著多種鹽類，是重要的礦產資源。依據(jù)湖水主要水化學成分分類，有碳酸鹽型、硫酸鹽型，也有氯化物型鹽湖。
[0003]從鹽湖的形成條件可以看出，鹽湖是具有明顯的地帶性分布規(guī)律的。中國是世界上鹽湖最多的國家之一，鹽湖的分布幾乎全部集中在廣大的內陸區(qū)域。從東北的吉林省起，向西綿延，經內蒙古、寧夏、甘肅、新疆、青海，直至西藏，在全國約1/2的遼闊土地上，星羅棋布地分布著數(shù)以千計的鹽湖。其中，被稱為“鹽湖之家”的青藏高原鹽湖眾多，有數(shù)百個鹽湖，被譽為鹽的世界。青藏高原面積在I平方公里以上的鹽湖就有352個，總面積達2.15萬平方公里，主要以硫酸型和碳酸型為主，此兩類鹽湖分布成相互交錯狀態(tài)。其湖區(qū)冬季氣溫很低，大多都可達_20°C以下，生產方法應充分利用湖區(qū)的冷能資源。
[0004]以鹽湖鹵水為原料提取鋰鹽近年來成為研究鋰鹽提取的熱點之一。目前，從鹽湖鹵水中提取鋰鹽的方法主要有沉淀法、浮選法、有機溶劑萃取法以及太陽池法等。高鎂鋰比(Mg/Li (摩爾比)大于20)的鹽湖鹵水存在鎂鋰分離困難、鋰回收率不高、難以實現(xiàn)大規(guī)模生產等問題。另一方面，含鋰的碳酸鹽型鹽湖鹵水也是用于提取鋰鹽的常用鹽湖原料，但其存在鋰離子在鹽湖鹵水中難以富集的問題，現(xiàn)有提取方法鋰回收率低的問題并未根本加以解決。因此，人們迫切希望研究出鹽湖鹵水提取鋰鹽的新方法。

【發(fā)明內容】
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[0005]鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種從鹽湖鹵水中提取碳酸鋰的方法，包括如下步驟:
[0006](I)將高鎂鋰比的富鋰鹽湖鹵水A蒸發(fā)濃縮，進行富集，所得富集的硫酸型富鋰鹵水C其中Mg2+含量為100-120g/L，Li+含量為1.5_5g/L ;將含鋰的碳酸鹽型鹽湖鹵水B蒸發(fā)濃縮，進行富集，所得富集的碳酸型鹵水D，其中CO廣含量15-30g/L，Li+含量1.5_3g/L ；所述高鎂鋰比指Mg/Li (摩爾比)大于20;
[0007](2)取步驟(1)中獲得的富集的碳酸型鹵水D進行冷凍、析出，過濾后得混合鹽S1和凍后鹵水，將凍后鹵水蒸發(fā)濃縮，即得碳酸鋰飽和鹵水E (所述碳酸鋰飽和鹵水E是富含有鉀、鈉、氯根、硫酸根、硼等元素；混合鹽S1中主要成份為芒硝、水堿、氯化鈉等物質)；
[0008](3)取步驟(1)中獲得的富集的硫酸型富鋰鹵水C與步驟(2)所得的碳酸鋰飽和鹵水E進行兌鹵，析出碳酸鎂固相，過濾、分離后獲得一兌母液，蒸發(fā)濃縮后即得富鋰鹵水L1 ；
[0009](4)取步驟(1)中獲得的富集的碳酸型鹵水D與步驟2所得的混合鹽S1混合，溶解后，蒸發(fā)過濾后得到高碳酸根鹵水L2，該步驟的主要作用是使其固相碳酸根回溶到液相中；
[0010](5)將步驟(3)所得的富鋰鹵水L1和步驟(4)所得的高碳酸根鹵水L2進行混合攪拌，得到碳酸鋰沉淀，固液分離后得到二兌母液和碳酸鋰產品。
[0011]優(yōu)選的，所述步驟(2)中冷凍的溫度為-10°c~-30°c，冷凍時間為12小時以上。
[0012]優(yōu)選的，所述步驟(3)中，所述富集的硫酸型富鋰鹵水C與碳酸鋰飽和鹵水E進行兌鹵所依據(jù)的具體比例為:碳酸鋰飽和鹵水E中碳酸根+碳酸氫根的摩爾量總量與富集的硫酸型富鋰鹵水C中Mg2+的摩爾量的比例為I~1.3:1。
[0013]優(yōu)選的，所述步驟(3)中，所得富鋰鹵水LI中Li+濃度范圍為8~13g/L。
[0014]優(yōu)選的，所述步驟(4)中混合鹽SI與富集的碳酸型鹵水D的混合比例依據(jù)為:以固相混合鹽S1中的碳酸根能全部回溶入液相中為準。
[0015]優(yōu)選的，所述步驟(4)所得的高碳酸根鹵水L2中碳酸根>40g/L。
[0016]優(yōu)選的，所述步驟(5)中，所述高碳酸根鹵水L2的用量為沉淀富鋰鹵水L1中Li+所需理論摩爾用量的100-200%。
[0017]優(yōu)選的，所述高碳酸根鹵水中，用來沉淀Li+的成分包括碳酸根和碳酸氫根。
[0018]優(yōu)選的，所述步驟(5)中，混合攪拌的時間為I分鐘~6小時。
[0019]優(yōu)選的，所述步驟(5)中，固液分離之前還進行了陳化處理，所述陳化處理的時間為2~48小時。
[0020]優(yōu)選的，所述步驟(5)中所得的碳酸鋰產品還進行純化處理。純化后得到純度較聞的碳酸裡廣品。
[0021]優(yōu)選的，所述純化處理的具體方法為:將所得碳酸鋰產品進行水洗，所述水洗的水溫>60°C?？筛鶕?jù)情況決定是否選擇進行純化處理。
[0022]優(yōu)選的，所述步驟(3)中取步驟(1)中富集的硫酸型富鋰鹵水與步驟(2)所得的凍后鹵水進行兌鹵的過程中，還加入了步驟(5)所得的二兌母液，所述二兌母液、碳酸鋰飽和鹵水E和富集的硫酸型富鋰鹵水C的混合比例依據(jù)為:二兌母液和碳酸鋰飽和鹵水E中碳酸根+碳酸氫根的摩爾量總量與富集的硫酸型富鋰鹵水C中Mg2+的摩爾量的比例為I~
1.3:1。
[0023]本發(fā)明的目的在于提供一種適用于富鋰硫酸鹽型鹵水和碳酸鹽型鹵水聯(lián)合提取碳酸鋰的方法。本發(fā)明的方法可成功解決高鎂鋰比的鹽湖鹵水中鎂鋰難以分離及含鋰的碳酸鹽型鹽湖鹵水中鋰難以富集的問題，僅依靠兩種類型的鹽湖鹵水，即以高鎂鋰比的鹽湖鹵水和含鋰的碳酸鹽型鹽湖鹵水為原料，不添加任何輔料提取碳酸鋰，成功獲得了高品質的碳酸鋰產品，通過本發(fā)明的方法可充分開發(fā)利用我國的鹽湖資源尤其是西藏鹽湖中的鋰和鎂資源。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1顯示為本發(fā)明 的流程圖【具體實施方式】
[0025]以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。
[0026]須知，下列實施例中未具體注明的工藝設備或裝置均采用本領域內的常規(guī)設備或裝置；所有壓力值和范圍都是指絕對壓力。
[0027]此外應理解，本發(fā)明中提到的一個或多個方法步驟并不排斥在所述組合步驟前后還可以存在其他方法步驟或在這些明確提到的步驟之間還可以插入其他方法步驟，除非另有說明；還應理解，本發(fā)明中提到的一個或多個設備/裝置之間的組合連接關系并不排斥在所述組合設備/裝置前后還可以存在其他設備/裝置或在這些明確提到的兩個設備/裝置之間還可以插入其他設備/裝置，除非另有說明。而且，除非另有說明，各方法步驟的編號僅為鑒別各方法步驟的便利工具，而非為限制各方法步驟的排列次序或限定本發(fā)明可實施的范圍，其相對關系的改變或調整，在無實質變更技術內容的情況下，當亦視為本發(fā)明可實施的范疇。
[0028]實施例1
[0029]西藏日土縣碳酸型鹽湖----結則茶卡鹵水原始成份Li+0.19g/L ；Na+44.24g/L ；
K+2.61g/L ;C0廣3.33g/L ；Cl-66.93g/L ;S0廣3.15g/L ；B2030.82g/L ；
[0030]西藏日土縣硫酸型鹽湖一--龍木錯鹵水原始成份Li+0.13g/L ；Na+31.57g/L ；K+3.65g/L ；Mg2+12.13g/L ；Cl-84.74g/L ;S0廣5.70g/L ;B2030.63g/L。
[0031]以碳酸型鹽湖結則茶卡和硫酸型鹽湖龍木錯原鹵為原料進行聯(lián)合提取碳酸鋰實驗，表1.1為整個過程鹵水變化情況。
[0032]表1.1工藝過程中鹵水成份(單位:g/l)
[0033]`
m::jLf K Na'.V/c" SOr COf- HCO3 B:03 (Τ
結則茶卡鹵水蒸發(fā)濃縮液D液相組成1.76 34.42 121.7 0.07 43.43 22.66 7.97 9.27 164.9結則茶卡鹵水冷凍后所得凍后鹵液E 2.17 36.00 92.77 O 2.097 8.949 8.42 4.40 170.1龍木錯老(苦)[每水 C 液相組成3.75 9.22 7.38 96.40 44.35 O O11.75 266.2
兌后富鋰崗水 L1 組成10.(55 50.79 80.2 0.44 37.87 O 0 47 14.42 192.8
結則茶卡高碳酸根鹵水 L2組成1J7 56.67 143.1 O 48,57 102.50 O56.57 122.3`[0034](I)將硫酸型鹽湖龍木錯原鹵太陽能自然蒸發(fā)濃縮約95% (體積百分比)，進行富集，得到龍木錯老(苦)鹵水蒸發(fā)濃縮液C ;將碳酸型鹽湖結則茶卡原鹵太陽能自然蒸發(fā)濃縮約85% (體積百分比)，進行富集，得到結則茶卡鹵水蒸發(fā)濃縮液D ;
[0035](2)取步驟(1)中獲得的結則茶卡鹵水蒸發(fā)濃縮液D進行_20°C冷凍、析出固體，冷凍時間為24小時，過濾后得混合鹽S1，將濾液蒸發(fā)濃縮后即得凍后鹵水E ；
[0036](3)取步驟(1)中獲得的龍木錯老(苦)鹵水蒸發(fā)濃縮液C與步驟(2)所得的凍后鹵水E進行兌鹵(碳酸根，包含碳酸氫根摩爾百分比過量20%)，析出碳酸鎂固相，過濾、分離后獲得一兌母液，蒸發(fā)濃縮約80% (體積百分比)液相后即富鋰鹵水L1 ；
[0037](4)取步驟(1)中獲得的結則茶卡鹵水蒸發(fā)濃縮液D與步驟2所得的混合鹽S1混合，蒸發(fā)過濾后得到高碳酸根鹵水L2 (碳酸根>40g/L)；(混合鹽S1與富集的碳酸型鹵水D的混合比例依據(jù)為:以固相混合鹽S1中的碳酸根能全部回溶入液相中為準。)
[0038](5)在常溫下，156mL結則高碳酸根鹵水L2中緩慢加入245mL富鋰鹵水L1 (碳酸根和鋰離子當量摩爾比為1.3:1，即碳酸根和鋰離子摩爾量比為0.65:1 )，加料速度約5mL/min，加料完畢后繼續(xù)攪拌3h，然后陳化20h，固液分離后獲得二兌母液和碳酸鋰固相(二兌固相)。
[0039]獲得12.8g固相和506.8g液相，分析結果見表2。濕固相中碳酸鋰品位72.lwt%,濕固相中水份約占14.43wt%，鋰的單次收率(固相中鋰量/反應前總鋰量)=61.7wt6%。
[0040]表1.2碳酸鋰固相組成(單位:wt%)
[0041]
【權利要求】
1.一種從鹽湖鹵水中提取碳酸鋰的方法，包括如下步驟: (1)將高鎂鋰比的富鋰鹽湖鹵水A蒸發(fā)濃縮，進行富集，所得富集的硫酸型富鋰鹵水C中Mg2+含量為100-120g/L，Li+含量為1.5_5g/L ;將含鋰的碳酸鹽型鹽湖鹵水B蒸發(fā)濃縮，進行富集，所得富集的碳酸型鹵水D，其中CO廣含量15-30g/L，Li+含量1.5_3g/L ； (2)取步驟(1)中獲得的富集的碳酸型鹵水D進行冷凍、析出，過濾后得混合鹽SI和凍后鹵水，將凍后鹵水蒸發(fā)濃縮，即得碳酸鋰飽和鹵水E ； (3)取步驟(1)中獲得的富集的硫酸型富鋰鹵水C與步驟(2)所得的碳酸鋰飽和鹵水E進行兌鹵，析出碳酸鎂固相，過濾、分離后獲得一兌母液，蒸發(fā)濃縮后即得富鋰鹵水L1 ； (4)取步驟(1)中獲得的富集的碳酸型鹵水D與步驟2所得的混合鹽S1混合，溶解后，蒸發(fā)過濾后得到高碳酸根鹵水L2 ； (5)將步驟(3)所得的富鋰鹵水L1和步驟(4)所得的高碳酸根鹵水L2進行混合攪拌，得到碳酸鋰沉淀，固液分離后得到二兌母液和碳酸鋰產品。
2.如權利要求1所述的一種從鹽湖鹵水中提取碳酸鋰的方法，其特征在于，所述步驟(2)中冷凍的溫度為-10°C~_30°C，冷凍時間為12小時以上。
3.如權利要求1所述的一種從鹽湖鹵水中提取碳酸鋰的方法，其特征在于，所述步驟(3)中，所述富集的硫酸型富鋰鹵水C與碳酸鋰飽和鹵水E進行兌鹵所依據(jù)的具體比例為:碳酸鋰飽和鹵水E中碳酸根和碳酸氫根的摩爾量總量與富集的硫酸型富鋰鹵水C中Mg2+的摩爾量的比例為I~1.3:1。`
4.如權利要求1所述的一種從鹽湖鹵水中提取碳酸鋰的方法，其特征在于，所述步驟(3)中，所述富鋰鹵水L1中Li+濃度范圍為8~13g/L。
5.如權利要求1所述的一種從鹽湖鹵水中提取碳酸鋰的方法，其特征在于，所述步驟(4)中混合鹽S1與富集的碳酸型鹵水D的混合比例依據(jù)為:以固相混合鹽S1中的碳酸根能全部回溶入液相中為準。
6.如權利要求1所述的一種從鹽湖鹵水中提取碳酸鋰的方法，其特征在于，所述步驟(4)所得的高碳酸根鹵水L2中碳酸根>40g/L。
7.如權利要求1所述的一種從鹽湖鹵水中提取碳酸鋰的方法，其特征在于，所述步驟(5)中，所述高碳酸根鹵水L2的用量為沉淀富鋰鹵水L1中Li+所需理論摩爾用量的100-200%ο
8.如權利要求1所述的一種從鹽湖鹵水中提取碳酸鋰的方法，其特征在于，所述步驟(5)中，混合攪拌的時間為I分鐘~6小時。
9.如權利要求1所述的一種從鹽湖鹵水中提取碳酸鋰的方法，其特征在于，所述步驟(5)中，固液分離之前還進行了陳化處理，所述陳化處理的時間為2~48小時。
10.如權利要求1所述的一種從鹽湖鹵水中提取碳酸鋰的方法，其特征在于，所述步驟(5)中所得的碳酸鋰產品還進行純化處理。
11.如權利要求1所述的一種從鹽湖鹵水中提取碳酸鋰的方法，其特征在于，所述純化處理的具體方法為:將所得碳酸鋰產品進行水洗，所述水洗的水溫>50°C。
12.如權利要求1-11任一所述的一種從鹽湖鹵水中提取碳酸鋰的方法，其特征在于，所述步驟(3)中取步驟(1)中富集的硫酸型富鋰鹵水與步驟(2)所得的凍后鹵水進行兌鹵的過程中，還加入了步驟(5)所得的二兌母液，所述二兌母液、碳酸鋰飽和鹵水E和富集的硫酸型富鋰鹵水C的混合比例依據(jù)為:二兌母液和碳酸鋰飽和鹵水E中碳酸根和碳酸氫根的摩爾量總量與富集的硫酸型富鋰鹵水C`中Mg2+的摩爾量的比例為I~1.3:1。
【文檔編號】C01D15/08GK103787374SQ201210425557
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月31日 優(yōu)先權日:2012年10月31日
【發(fā)明者】曾云, 王柏東, 郝勇, 張啟海, 李廣漢 申請人:西藏國能礦業(yè)發(fā)展有限公司