[发明专利]一种镁锂分离并富集锂的方法

说明书

本发明公开了一种镁锂分离并富集锂的方法，包括：对盐田老卤进行稀释和过滤，得到纳滤原水；使所述纳滤原水进入第一纳滤分离装置，进行镁锂分离，得到第一纳滤浓水和第一纳滤淡水；使所述第一纳滤淡水进入反渗透装置进行一次浓缩，得到反渗透浓水和反渗透淡水；使所述反渗透浓水进入第二纳滤分离装置，再次进行镁锂分离，得到第二纳滤浓水和第二纳滤淡水；使所述第二纳滤淡水进入电渗析装置进行二次浓缩，得到电渗析浓水和电渗析淡水，所述电渗析浓水为富集有锂离子的溶液。本发明将超滤、纳滤、反渗透、电渗析四种膜分离技术按照一定顺序进行耦合，充分利用发挥各种膜分离技术的优势完成高镁锂比盐湖卤水中锂的高效分离与富集。

技术领域

本发明涉及一种镁锂分离并富集锂的方法，属于溶液分离与纯化技术领域。

背景技术

锂作为“推动世界进步的重要元素”，已被列为国家矿产，是矿产资源宏观调控和监督管 理的重点对象。锂资源在航空航天、电气电子及金属冶炼等国民经济的各个领域具有广泛的 应用，锂资源的开发与发展是我国争夺能源高地的重中之重，是国家的重大需求。我国已探 明的锂资源工业储量位居世界第二,其中卤水锂占锂资源总储量的79％，仅青藏高原地区盐 湖卤水锂的远景储量就与世界一些国家目前己探明的总储量相当。但青海地区盐湖卤水的显 著特点是高镁低锂，且镁、锂的化学性质相近，大量镁的存在导致分离、提取锂的难度增大。

单一的盐湖卤水提锂及锂的富集方法很难在实现盐湖卤水镁锂分离的同时达到锂的高效 富集浓缩的目的。除此之外，部分盐湖卤水富集锂的工艺过程中为达到制备高纯锂盐所需锂 的浓度，需利用蒸发浓缩设备对镁锂分离之后的卤水进行浓缩，这降低了高纯锂盐的生产效 率，且由于蒸发浓缩过程能耗大，增加了高纯锂盐的生产成本。

目前盐湖卤水提锂的方法有煅烧法、吸附法、纳滤膜分离法、电渗析法等。上述方法均 已在盐湖提锂中得到应用，但是不同方法具有各自优缺点，均需要一定的完善和改进。比如 煅烧法提锂能耗高且煅烧过程中会产生环境污染；吸附提锂过程易产生吸附剂溶损；萃取提 锂过程中易产生有机污染且萃取剂会对设备产生腐蚀；纳滤法则需要对原始卤水进行稀释， 淡水消耗量大且过程能耗高；利用电渗析进行盐湖卤水提锂存在锂损失大、电流效率低的问 题。

例如，CN03108088.X，公开了一种纳滤法从盐湖卤水中分离镁和富集锂的方法。该方法 通过纳滤技术对含锂卤水或含锂溶液进行镁锂分离及锂的富集，用所得的富锂卤水制取碳酸 锂或氢氧化锂，实现了高镁锂比盐湖卤水提锂，工艺流程简单、操作可靠、能耗低。但是该 专利对含锂卤水进行分离、富集之后所得的富锂卤水中锂离子含量较低；高压侧的浓液返回 原液槽循环过程降低镁锂分离效果；且间歇循环操作过程效率低、连续性差、不利进行推广 应用、产业化示范及规模化生产。

另有，CN 201310035015.7，公开了一种用于从高镁锂比盐湖卤水分离锂的盐湖卤水处理 方法。该方法首先通过纳滤装置对经蒸发、除硫的老卤进行纳滤处理再将所得的富锂产水送 入反渗透装置进行浓缩得到反渗透浓水，之后将经深度除镁后的反渗透浓水进行盐田蒸发， 得到富锂卤水。该专利过程中经纳滤处理后的纳滤产水镁锂比较高，导致后续经反渗透浓缩 及盐田蒸发之后所得的富锂卤水中依然维持较高的镁锂比高；且反渗透浓缩后的富锂产水锂 离子浓度低，仍需盐田蒸发才能达到制备高纯碳酸锂所需的锂离子浓度。但盐田蒸发过程受 季节影响大，产品产量和质量不稳定，同时盐田渗漏损失量高，导致锂的收率及利用率低； 此外该过程中反渗透淡水的回用比例较低，不利于淡水的回收利用。

又例如，CN 201310731430.6，公开了一种盐卤氯化锂的提取方法及装置。该专利将老卤 池中的含锂老卤吸附解析后所得的解吸液经粗过滤器过滤后送入纳滤装置进行镁锂分离；再 利用反渗透装置将纳滤透过液进行浓缩，得到反渗透浓缩液；最后通过晒盐或蒸发工序将反 渗透浓缩液进行进一步浓缩以提取高纯度的盐卤氯化锂。但是利用铝盐吸附剂吸附盐卤中的 锂时存在解吸率低，吸附剂溶损率大、吸附量低、使用寿命短的问题；且反渗透浓缩过程中 锂的浓缩倍数低、反渗透浓水中锂含量低，后续仍需进行晒盐或蒸发以进一步提高锂离子浓 度。