[发明专利]一种卤水中硼和锂的综合回收利用方法

说明书

本发明公开了一种卤水中硼和锂的综合回收利用方法。本方法首先通过蒸发浓缩和酸法沉淀大量硼后，采用萃取或吸附法对沉硼后卤水中剩余的硼进行深度分离回收；除硼后卤水采用Na₂CO₃对钙和大部分的镁进行沉淀，然后用NaOH对剩余的镁进行深度沉淀净化，所产生的Mg(OH)₂经盐酸溶解后返回原卤，实现吸附损失的锂的循环回收；净化钙、镁后的卤水通过蒸发结晶和/或冷却结晶分离回收NaCl和/或KCl，含锂浓缩液采用Na₂CO₃沉淀法回收Li₂CO₃，沉锂后母液返回浓缩系统进行循环利用。本方法仅涉及常规的分离富集操作，工艺简单且闭合循环，因而在实现硼和锂的高效回收基础上，易于实现工业化生产。

技术领域

本发明属于卤水资源综合利用领域，特别是涉及一种含硼、锂卤水的综合回收利用方法。

背景技术

我国具有丰富的含硼和锂的地下卤水资源。地下卤水中除含有硼和锂外，还常含有钠、钾、钙、镁等离子，这些离子的存在(特别是钙、镁离子)对硼和锂的提取会产生一定的影响。例如在采用萃取法提取锂时，一定量的钙和镁会与锂一同被萃取，从而对后续沉淀法提锂产生严重影响。因而，对含钙和/或镁的地下卤水中硼和锂的提取方法开发具有重要意义。

目前，针对卤水中硼和锂的回收利用，主要集中在对含硼或锂的卤水中硼或锂的单独回收，而对硼和锂的同步回收方法研究报道较少。针对卤水中硼和锂的联合提取，专利CN103523801A公开了一种针对氯化物型含钾地下卤水中钾、硼、锂的联合提取方法，该法将卤水蒸发浓缩后，先采用离子交换吸附法对硼进行提取，然后分离硼后的卤水经芒硝沉钙、两段蒸发结晶和冷却结晶分别析NaCl和KCl后，采用Na₂CO₃沉淀法回收锂。值得注意的是，吸附法仅适合低含量组分的分离，若地下卤水中硼含量较高，直接采用树脂进行硼的吸附回收，会导致频繁的“吸附→洗脱→再生→吸附”循环操作，因而应用受到限制。此外，该发明专利仅对卤水中钙进行芒硝沉钙净化，而并未涉及任何的除镁操作。由于绝大部分地下卤水中含有大量镁的存在，如不对镁进行深度净化，则造成Na₂CO₃沉淀锂时，镁以MgCO₃形式与Li₂CO₃同时沉淀，从而严重影响Li₂CO₃产品纯度。因而该法不适用于钙和/或镁含量较高的卤水。与此类似，专利CN103508462A在对碳酸盐型盐湖卤水中钾、硼、锂进行分离提取时，先采用萃取法对卤水中硼进行回收，然后通过钠盐池和钾盐池蒸发浓缩结晶分别回收NaCl和钾混盐后，采用Na₂CO₃沉淀法回收锂。由于碳酸盐型盐湖卤水中不存在钙和镁，因而该专利方法并未涉及任何的除钙和/或镁步骤，因而仅适用于不含钙和镁的碳酸盐型盐湖卤水。正因如此，专利CN103523801A的实施例卤水中仅含0.35％的钙，而CN103508462A的实施例卤水中均不含钙、镁。

针对卤水中钙、镁离子的净化，常采用的是两碱沉淀法，即采用Na₂CO₃沉淀钙、NaOH沉淀镁。然而，当卤水中镁含量较高时，则会消耗大量的NaOH，从而增加操作成本。此外，由于所形成的Mg(OH)₂粒度极小，在水中形成氢氧化镁乳剂(镁乳)，从而造成固液分离困难和锂的大量吸附损失。有鉴于此，需要针对含钙、镁的地下卤水进行硼和锂的回收利用技术开发。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于采用传统的分离富集方法结合创新工艺技术路线，对含钙和/或镁卤水中硼和锂的进行综合回收利用。

本发明提供的技术方案和工艺过程如下：