鹽湖鹵水提鋰技術(shù)綜述

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1、WORD格式可編輯鹽湖鹵水提鋰技術(shù)文獻(xiàn)綜述1.從鹽湖鹵水中提取碳酸鋰的生產(chǎn)工藝早期的鋰鹽大都從礦石中提取，但隨著高品位鋰礦石的不斷減少和礦石提鋰的成本不斷提高，鹽湖提鋰逐漸引起人們的關(guān)注。鹽湖提鋰是從上個(gè)世紀(jì)70年代開始研發(fā)，到90年代國(guó)外公司在鹽湖提鋰技術(shù)上取得了突破，鹽湖資源得到綜合利用，經(jīng)核算后，其碳酸鋰的生產(chǎn)成本大大低于礦石提鋰，推動(dòng)了鹽湖提鋰的發(fā)展。目前鹽湖提鋰的生產(chǎn)工藝主要有溶劑萃取法、沉淀法、吸附法、煅燒浸取法、碳化法和電滲析法等。1.1溶劑萃取法溶劑萃取技術(shù)是利用鋰離子在液相和有機(jī)相中分配比不同而使鋰離子得到純化或濃縮。因?yàn)殇囯x子的水合能力很強(qiáng)，因此在萃取時(shí)通常要加入鹽析劑

2、來降低鋰離子的水合能力。從鹵水中萃取鋰的體系可以分為單一萃取體系和協(xié)同萃取體系。最典型的萃取體系是磺化煤油萃取體系，其基本原理如下：FeCl3+Cl-=FeCl4-(1-1)2TBP+Li++FeCl4-=LiFeCl4·2TBP(萃取)(1-3)LiFeCl4·2TBP+HCl=HFeCl4·2TBP+LiCI(反萃)(1-4)式中FeCl3為絡(luò)合劑；TBP為萃取劑；HCl為反萃劑，濃度為6-9mol/L。通過多級(jí)萃取、反萃，得到氯化鋰溶液，除雜濃縮后用碳酸鈉沉鋰制專業(yè)知識(shí)整理分享WORD格式可編輯取碳酸鋰。?此方法的優(yōu)點(diǎn)是鋰萃取率高，鎂鋰分離效果好，可以從高鎂/鋰比鹽湖鹵水中提取碳酸鋰

3、，并且在工藝上可行；?其缺點(diǎn)是萃取劑價(jià)格昂貴且損失嚴(yán)重，萃取過程中需處理的鹵水量大，設(shè)備腐燭較大，在生產(chǎn)過程中容易對(duì)鹽湖和周邊地區(qū)造成污染。1.2沉淀法沉淀法是向鹵水中加入沉淀劑制備碳酸鋰的方法，主要包括碳酸鹽沉淀法、鋁酸鹽沉淀法和硼鋰共沉淀法。(1)碳酸鹽沉淀法：碳酸鹽沉淀法從鹵水中提取碳酸鋰己經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用，其工藝方法是先將鹵水蒸發(fā)濃縮，再經(jīng)酸化脫硼，然后除去剩余的鈣鎂等雜質(zhì)離子，最后加入碳酸鈉沉淀析出碳酸鋰。美國(guó)Minsal公司首先應(yīng)用此方法開發(fā)Atacama鹽湖，其生產(chǎn)工藝流程如圖1-1所示。專業(yè)知識(shí)整理分享WORD格式可編輯該工藝主要處理鎂含量較低的鹵水，處理高鎂/鋰比鹵水耗

4、堿量過大。經(jīng)過近些年不斷的改進(jìn)，該方法已成為從鎂含量較低的鹵水中提取鋰鹽的主要方法。近年來，已有將該方法用于從高鎂/鋰比水中提鋰的相關(guān)報(bào)道：首先將鹽湖晶間鹵水進(jìn)行自然蒸發(fā)濃縮，先析出部分氯化鈉；然后繼續(xù)蒸發(fā)濃縮，析出氯化鉀和剩余的氯化鈉；再加入沉淀劑除鎂、鈣等離子，液固分離后將濾液LiCl濃度濃縮至100g/L以上，最后以碳酸鈉為沉淀劑，使鋰以碳酸鋰的形式析出。?該工藝優(yōu)點(diǎn)是可操作性強(qiáng)，利用日曬濃縮，既有利于降低能耗，又便于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化；?缺點(diǎn)是流程較長(zhǎng)，鋰的收率不高。(2)鋁酸鹽沉淀法該方法的基本原理:專業(yè)知識(shí)整理分享WORD格式可編輯Al(0H)3+LiCl+nH20=LiCl·Al(0

5、H)3.nH20(沉淀鋰)(1-4)LiCl·Al(0H)3.nH20+H20=xLiCl+(1-x)LiCl·Al(0H)3·(n+l)H2O(洗脫鋰)(1-5)LiCl·Al(0H)3.nH20為固體不溶物，青海大柴旦鹽湖利用此方法生產(chǎn)碳酸鋰，其工藝流程如圖1-2所示，按鋁鋰質(zhì)量比13-15配比加入A1(0H)3。?鋁酸鹽沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是鋰沉淀率和鎂分離率高，產(chǎn)品碳酸鋰純度較好；?其主要缺點(diǎn)是淡水和碳酸鈉消耗量大、能耗高、工序較多、周期較長(zhǎng)。(3)硼鋰共沉淀法硼鋰共沉淀法的關(guān)鍵是控制鹵水的酸性環(huán)境，通過加入沉淀劑使硼鋰共沉淀，然后通過水浸使硼鋰分離，其工藝流程如圖1-3專業(yè)知識(shí)整理分享W

6、ORD格式可編輯所示。該工藝鋰的收率到75%-85%，碳酸鋰產(chǎn)品達(dá)工業(yè)一級(jí)，具有鎂鋰分離效果好、易于工業(yè)化等優(yōu)點(diǎn)，為硫酸亞鎂型鹽湖資源的綜合利用提供了新方法。1.3吸附法吸附法是利用對(duì)鋰離子有選擇性吸附的吸附劑來吸附鋰，再將鋰離子洗脫下來，達(dá)到使鋰離子和其他離子分離的目的。對(duì)于高鎂/鋰比鹽湖鹵水，吸附法與其他方法相比有較大的優(yōu)越性。此法工藝簡(jiǎn)單,選擇性好，鋰回收率高。吸附法的關(guān)鍵是制備性能優(yōu)異的吸附劑，它一方面要求吸附劑具有優(yōu)良的選擇性，能排除鹵專業(yè)知識(shí)整理分享WORD格式可編輯水中大量共存的堿金屬和堿土金屬離子的干擾；另一方面還要求吸附劑吸附/洗脫性能穩(wěn)定，制備簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，能大規(guī)模操

7、作使用，并且對(duì)環(huán)境無污染。根據(jù)吸附劑種類可以把吸附法分為有機(jī)離子吸附法和無機(jī)離子吸附法。有機(jī)離子吸附法即利用有機(jī)離子樹脂直接從鹵水中吸附鋰。青海鉀肥廠用何氏HF樹脂對(duì)曬光爐石后的老鹵進(jìn)行中型實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明此工藝成本過高，應(yīng)用前景小。無機(jī)離子吸附法是依靠無機(jī)離子吸附劑對(duì)鋰離子特定的記憶效應(yīng)和選擇性，主要包括無定型氫氧化物吸附劑、層狀吸附劑和離子篩型吸附劑。(1)無定型氫氧化物吸附劑無定型氧氧化物吸附劑的表面富含大量羥基，表