[发明专利]一种含锂废弃液的综合利用方法

说明书

技术领域

本发明属于溶液分离与纯化技术领域，具体地讲，涉及一种含锂废弃液的综合利用方法。

背景技术

新能源金属锂作为新时代人类的重要战略资源，在锂电、玻璃和陶瓷、锂基润滑脂、制冷、医药、冶金以及核工业等多个领域有着广泛的应用。近年来，锂电在电子产品、新能源汽车以及大规模储能等应用领域的爆发式增长，驱动了国内外Li₂CO₃、LiCl、LiOH等基础锂盐碱产品需求的迅猛发展。

锂主要是以固体矿和液体矿两种形式存在于自然界，其中固体矿锂资源包括锂辉石、透锂长石、锂云母、锂磷铝石、锂霞石等伟晶岩矿和锂蒙脱土、亚达尔石等沉积岩矿；锂辉石是最主要的固体锂矿，一般通过选矿、1100℃以上高温煅烧、250℃硫酸焙烧、浸取、精制除杂、转化等步骤来生产Li₂CO₃、LiCl、LiOH等产品，但该制备工艺能量和物料消耗高，生产成本较高。液体矿锂资源主要包括盐湖、地热、油田水锂资源，总体占2/3以上，盐湖是最主要的液体锂矿；天然卤水是Li⁺同大量碱金属、碱土金属共存、氯化物同硫酸盐和硼酸盐大量伴生的复杂盐溶液体系，其中锂盐的提取一般需经过盐田天然相分离过程，逐级分离卤水中的钠盐、钾盐、镁盐等伴生杂质，得到锂含量较高的浓缩卤水，再经过特定的分离提取、精制除杂、沉淀转化等步骤获得Li₂CO₃、LiCl等基础锂盐产品。由于不同卤水矿的组成和化学类型千差万别，其分离提取加工工艺各不相同，对应有以沉淀法、吸附法、选择性电渗析法、煅烧浸取法、溶剂萃取法、纳滤法为主要技术特征的多个路线；其中吸附法、选择性电渗析法、煅烧浸取、纳滤法是针对高钙镁、低品位卤水锂资源开发的技术。

无论是以锂辉石等固矿还是以盐湖等液体矿为原料来生产碳酸锂等基础锂盐产品，或者通过碳化-分解工艺制备高纯碳酸锂的生产过程，均不可避免地包含擦洗、浆洗和淋洗等步骤，用以除去Li₂CO₃沉淀或精矿中包裹、夹带的母液或其它可溶性杂质，这将会产生大量的碳酸锂洗水；尤其是电池级、高纯Li₂CO₃的生产过程中，每吨Li₂CO₃需消耗5～20吨去离子水。另外，碳化-分解法制备高纯Li₂CO₃的生产过程也会产生大量的热解母液。由于Li₂CO₃的微溶性，这些碳酸锂洗水和热解母液中溶解有大量Li⁺，其含量从数百个ppm到3g/L左右，其它阳离子主要为少量Na⁺和微量K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺，阴离子主要为CO₃^2-、HCO₃^-，以及少量的Cl^-、SO₄^2-和微量的硼；若这些离子不加以回收利用，不仅浪费大量的淡水或去离子水，而且锂损失量可达10％～20％，代价昂贵，导致资源利用率低下，生产成本提高。