[发明专利]从高原碳酸盐型卤水中快速富集锂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及碳酸盐型卤水的开发利用方法，尤其涉及一种从高原碳酸盐型卤水中快速富集锂的方法。

背景技术

开发西藏地区盐湖资源最困难的是无法在湖区建设化学加工厂，而且，距离具备工业加工能力的地方遥远，因此，只能在湖区获取高品位矿物后运出加工，其核心就是要利用当地自然环境通过修建盐田来得到系列盐田矿物。

西藏富硼锂盐湖主要有碳酸盐型和硫酸盐型两大类。前期，针对硫酸盐型富硼锂盐湖的开发，提出了冷冻除硝-蒸发析钾-稀释成盐析硼-蒸发析锂的主体工艺。而对碳酸盐型富硼锂盐湖的开发，面临的问题是由于碳酸锂的溶解度性质，难于将碳酸锂富集到较高浓度，扎布耶开发的工艺是利用冷冻除硝-蒸发富集锂-利用太阳池升温析碳酸锂的工艺，该工艺实现了全清洁生产，得到了较好的碳酸锂矿物，但卤水中锂离子富集程度较低，限制了锂析出的收率；太阳池操作繁琐，生产周期长；除锂外其它资源均未得到利用。借助结则茶卡(碳酸盐型)和龙木错(硫酸盐型)两湖就近(直线距离约70km)的地理位置，开发的利用碳酸盐型和硫酸盐型两种富硼锂盐湖卤水耦合工艺，可以解决硫酸盐型盐湖镁/锂比高、碳酸盐型盐湖锂难于富集的问题，并将锂富集到较高浓度，但一方面，具有这种难得环境条件的两种盐湖数量毕竟有限；另一方面，两种盐湖耦合开发时消耗大量碳酸根，并产生较大量的碳酸镁，导致碳酸盐型盐湖中能提供生产碳酸锂的碳酸根不一定充足，对盐湖资源的稳定生产造成一定影响。因此，尽量仅利用碳酸盐型硼锂盐湖中自身的元素，实现循环式生产，并摆脱对其它资源的依赖，是西藏高原碳酸盐型盐湖资源开发的极好途径。

发明内容

为此，本发明提供一种从高原碳酸盐型卤水中快速富集锂的方法。

一种从高原碳酸盐型卤水中快速富集锂的方法，其包括步骤：

第一步，将碳酸盐型原始卤水在高原地区秋冬季之前进行蒸发、浓缩，随着卤水的不断蒸发浓缩，卤水中锂离子逐渐富集，根据环境条件的变化，不断向蒸发浓缩卤水中导入淡水或稀卤水以调节锂离子浓度，使得锂离子不以矿物形式析出，当卤水中锂离子浓度达到1.2g/L～1.8g/L时，将卤水导入深度大于或等于2m的深池盐田中继续蒸发浓缩，在将卤水导入深池过程中该卤水先经过一个堆放有脱水芒硝的盐池，卤水在流经脱水芒硝的过程中，脱水芒硝吸收卤水中的水份，逐渐转变成十水芒硝，同时有部分脱水芒硝溶解进入卤水中，控制进入深池卤水中硫酸根离子的浓度20g/L～30g/L；

第二步，随着季节转入高原地区的冬季，环境温度为-15℃～-5℃时，大量十水芒硝优先析出，随着温度继续降低和结晶水的析出，硼砂、氯化钠、氯化钾也以含水盐或简单盐的形式析出，在此情况下，卤水中锂离子浓度迅速上升，以卤水中硫酸根离子浓度为控制指标，当硫酸根离子的浓度降低到4g/L～7g/L时，卤水中锂离子浓度迅速上升至2.6g/L～3.5g/L，固液分离后得到富锂碳酸盐卤水。

优选地，所述第一步中的脱水芒硝为冷冻结晶析出的十水芒硝经过风化后脱水得到的无水芒硝或部分脱水芒硝。

优选地，所述第一步中，当卤水中锂离子浓度接近1.5g/L时，将卤水导入所述深度大于或等于2m的深池盐田中继续蒸发浓缩。

优选地，所述第一步中，当季节处于秋季时，环境温度较高，卤水最低温度在5℃以上时，将锂离子浓度控制在接近1.2g/L导入深池盐田。

优选地，所述第一步中，当季节处于秋季时，环境温度较低，卤水最低温度在0℃以下时，将锂离子浓度控制在接近1.8g/L导入深池盐田。

优选地，所述第一步中，当季节转入秋季，气温开始降低时，卤水最低温度在0℃～5℃，将锂离子浓度接近1.2g/L的卤水先导入深度小于或等于0.5m的浅池盐田中继续蒸发浓缩，蒸发至卤水中锂离子浓度接近1.8g/L时导入深池。

优选地，所述第一步中的稀卤水采用碳酸盐型原始卤水，其中锂离子浓度接近0.16g/L；或采用从碳酸盐型原始卤水蒸发浓缩到一定阶段，其中锂离子浓度小于1.2g/L的卤水。

优选地，所述第二步中，当硫酸根离子的浓度降低到6g/L～7g/L时，卤水中锂离子浓度迅速上升至2.6g/L～3.5g/L，固液分离后得到富锂碳酸盐卤水。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

首先，本发明以碳酸盐型原始卤水为基础，通过控制蒸发进程来实现快速富集锂离子的目的，完全利用碳酸盐型盐湖卤水中自身的元素，未额外引入任何其他试剂，实现清洁、环保式生产，摆脱了对其它资源的依赖。