[发明专利]由氯化锂制备碳酸锂的方法

说明书

本申请是申请号为201080067082.1、申请日为2010年4月23日、发明名称为“由氯化锂制备碳酸锂的方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明大体涉及将氯化锂转化为碳酸锂的领域。

背景技术

已知地热盐水可能包含取决于盐水来源的不同浓度的各种金属离子，特别是碱金属和碱土金属。回收这些金属对化学和制药工业来说是很重要的。

地热盐水因多种原因而特别令人感兴趣。首先，由于热的地热池在地下在高压下贮存，当其释放至常压时，可提供闪蒸蒸汽，因此地热盐水可提供动力源。例如，可以将所述闪蒸蒸汽用于运行电站。另外，地热盐水通常包含各种有用的金属，如锂、铅、银和锌，它们中的每一种均可以由盐水中回收以进一步应用。

由于矿石可以与硫酸一起烘焙并且产品可以用水滤出，因此可以由矿石中回收元素锂。所得的硫酸锂溶液用石灰和苏打粉处理以脱除钙和镁，然后锂作为碳酸盐沉淀。由矿石回收锂的其它已知方法包括碱性方法和离子交换方法，其中的每一种均可以生产锂的氢氧化物、氯化物或硫酸盐溶液。这些方法也可以包括用石灰和苏打粉处理以脱除钙和镁。

通常，由主要为氯化物的天然盐水(其组成可以在很宽范围内变化)中经济回收锂不仅取决于锂的总浓度，而且取决于干扰离子、特别是钙和镁的浓度，这些离子可以在很大程度上影响回收锂的性能和经济性。由于镁与溶液中的锂的化学性质类似，其可能很难脱除。在低浓度下，镁通常可以利用石灰作为碳酸镁沉淀而脱除。在较高的镁浓度下，用石灰脱除不再可行，和已经提出了各种离子交换和液-液萃取方法。

虽然矿石和盐水的常规处理有可能脱除主要部分的干扰离子，但仍需要简化从盐水中脱除干扰离子以生产碳酸锂。

发明内容

提供一种由含氯化锂的溶液制备碳酸锂的方法。将含氯化锂的溶液提供给电化学电池，其中所述电化学电池保持在足以产生氢氧化锂溶液的条件下。然后所述氢氧化锂溶液与二氧化碳接触以产生碳酸锂。

在另一方面，提供一种由含氯化锂的盐水溶液制备碳酸锂的方法。所述方法包括提供含氯化锂的盐水溶液的步骤。将含氯化锂的盐水溶液提供给电化学电池，其中所述电化学电池在足以产生氢氧化锂溶液的条件下操作。然后来自所述电化学电池的氢氧化锂溶液与二氧化碳接触，以产生包含碳酸锂的浆液。然后由所述浆液中回收碳酸锂。

附图说明

附图1为按照本发明的一个实施方案由含氯溶液生产碳酸锂的设备的一个实施方案的示意图。

附图2为按照本发明的一个实施方案由含氯溶液生产碳酸锂的设备的一个实施方案的示意图。

附图3为按照本发明的一个实施方案由含氯溶液生产碳酸锂的设备的一个实施方案的示意图。

附图4比较了本发明多个实施方案的氢氧化锂浓度。

附图5比较了在本发明的一个实施方案中在制备氢氧化锂的过程中电解池的电池电压变化。

附图6给出了在本发明的一个实施方案中作为电流效率函数的氢氧化锂浓度。

附图7给出了在本发明的一个实施方案中生产氢氧化锂的能量消耗。

具体实施方式

广义地讲，这里所描述的是由含氯化锂的溶液生产碳酸锂的方法。

正如这里所应用，盐水溶液指碱金属和/或碱土金属的水溶液，其中盐的浓度可以从痕量变化至饱和点。通常,适合于这里所描述方法的盐水可以为可能包含碱金属或碱土金属氯化物、溴化物、硫酸盐、氢氧化物、硝酸盐和类似物的水溶液以及天然盐水。盐水可以由天然来源获得，例如智利盐水或Salton海地热源盐水、地热盐水、海水、矿物盐水(例如氯化锂或氯化钾盐水)、碱金属盐盐水和工业盐水，例如由矿石浸出、选矿等回收的工业盐水。本方法同样也适用于人工制备的氯化锂溶液。

因此，本发明方法包括由包含一价阳离子(包括锂)、多价阳离子、一价阴离子和多价阴离子的溶液制备和回收碳酸锂。

参考附图1，在本发明方法的一个实施方案中，提供含氯化锂的溶液30。含氯化锂的溶液30的浓度可以为约1-42wt％，优选大于约10wt％，更优选大于约25wt％。在替代实施方案中，含氯化锂的物流30的浓度大于约10wt％。

在某些实施方案中，在提供给电解池32之前，含氯化锂的溶液30可以任选经受纯化或浓缩步骤。在某些实施方案中，理想的是从含氯化锂的溶液中除去二价离子和二氧化硅。从包括地热盐水的盐水中分离和纯化氯化锂的方法在现有技术中是已知的，例如在US4,036,713和5,951,843中有述，这两篇专利在此全文引入作为参考。