[发明专利]一种用含锂盐湖卤水制备碳酸锂的工艺

说明书

技术领域

本发明属于盐湖资源开发利用领域，尤其是涉及一种用含锂盐湖卤水制备碳酸锂的工艺。

背景技术

我国锂资源80%蕴藏在盐湖卤水中，但其中盐湖锂资源开发程度很低，目前仅能提供20%左右的锂盐产量，同时，国外绝大部分锂盐产品来自盐湖，主要是因为我国盐湖大多数属于氯化物与硫酸盐型，这两类盐湖中镁离子含量通常较高，造成镁锂比较高，镁锂化学物理性质极为接近，在提锂的过程中必需将镁离子去除，镁离子含量高，大大提高盐湖卤水中提锂的成本。同时除镁过程中会损失部分锂，使锂收率降低，也会造成部分镁离子进入产品中，使产品质量不达标。如青海盐湖中镁锂比多在50:1以上，西藏盐湖中镁锂比也多在10：1以上，这些是造成青海与西藏盐湖丰富的锂资源均未得到大规模开发的主要原因。随着新能源产业的发展，碳酸锂的需要量与日剧增，因此，研究开发含锂盐湖卤水制备碳酸锂的工艺，显得尤为重要，尤其是针对高镁锂比盐湖卤水的提锂技术。

目前，高镁锂比的盐湖卤水开发，也有成功的例子，如吸附法提锂、煅烧法提锂、电渗析提锂、萃取法提锂等。其中，选择性的吸附将有助于解决这一问题，但吸附剂这一关键技术未能得到有效突破，煅烧法提锂由于其能耗与污染等问题也没有得到推广，电渗析法需要特殊的装置与渗透膜，这些问题的存在严重的限制了盐湖提锂产业的发展。目前，盐湖产碳酸锂多来自镁锂比相对较低的盐湖，如我国的扎布耶盐湖，该盐湖为碳酸型盐湖，镁离子含量很低（仅为0.004wt%左右），锂离子含量为0.13wt%左右，镁锂比约为0.003:1；又如智利与阿根廷的Atacama盐湖与Hombre Muerto盐湖，虽然为硫酸盐型但镁锂比一个为6.5:1，一个为1.3:1，均属于低镁高锂的盐湖。

CN 102432044 A公开了一种从高镁锂比氯化物型卤水中提取超高纯度碳酸锂的方法，通过吸附—解吸和蒸发浓缩工艺制取氯化锂浓缩液，纯化后使用碳酸氢铵水浆沉淀出碳酸锂，然后转化为碳酸氢锂溶液，过滤并脱碳。但吸附法往往会需要大量的吸附树脂与吸附塔等装置，同时工艺流程复杂，且需要严格的除杂过程，操作不便。

CN101698488A公开了一种利用高镁锂比盐湖卤水制备碳酸锂的方法，但其采用有机溶剂萃取法，其有几个缺陷，一是有机溶液有一定的毒性与腐蚀性，易造成环境污染；二是萃取过程中萃取剂会有损失，导致成本较高；三是萃取法往往包括萃取、反萃、浓缩、萃取剂的回收等工序，使得该方法的流程较长；四是萃取设备较为复杂，建设投资大。

以上这些都限制了高镁锂比盐湖卤水中锂资源的开发利用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种成本较低，操作较简单，收率较高的用含锂盐湖卤水制备碳酸锂的工艺。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种用含锂盐湖卤水制备碳酸锂的工艺，包括以下步骤：

（1）配制质量浓度为5~40%的石灰乳悬浮液，将石灰乳悬浮液与含锂盐湖卤水按质量比为0.5~6︰100的比例混合均匀，所述石灰乳悬浮液的用量以其中所含的氧化钙来计，得含锂盐湖卤水混合料；

所述石灰乳悬浮液，可因地制宜，将当地的石灰石，烧制得到CaO，再配制石灰乳悬浮液（若直接将氧化钙固体加入到含锂盐湖卤水中，则不会发生反应，无法达到目的），石灰石烧制所得二氧化碳可应用于本发明后续步骤（7）中，以降低成本。

所述含锂盐湖卤水，为锂离子含量≥0.01wt%的含锂盐湖卤水；本发明适于镁锂比≤200:1的含锂盐湖卤水，尤其适用于镁锂比≥10︰1（特别是镁锂比≥30︰1）的高镁锂比的含锂盐湖卤水；

本步骤的目的是使用石灰乳的钙去除盐湖卤水中的硫酸根离子，利用石灰乳的碱性沉淀出Mg（OH）₂而除镁；减小镁锂比，简化工艺流程。

（2）将步骤（1）所得含锂盐湖卤水混合料采用盐田摊晒或强制蒸发工艺，蒸发相当于含锂盐湖卤水混合料质量10~70%的水分（控制锂离子含量＜0.2wt%），再进行固液分离，所得固体为Mg(OH)₂与CaSO₄沉淀，可用于提镁和制备石膏；所得液体为卤水Ⅰ；

现有技术中，常规方法都是不蒸发直接固液分离，除镁较少，后续步骤操作复杂，本发明打破了这一常规。本步骤蒸发后固液分离，先行除镁，可以简化后续工艺流程，除镁较多，锂损失也较少。

（3）将步骤（2）所得卤水Ⅰ继续蒸发相当于卤水Ⅰ质量35~60%的水分（控制锂离子含量＜1.0%），再进行固液分离，所得固体为NaCl；所得液体为卤水Ⅱ；