[发明专利]一种硫酸盐型盐湖和氯化物型盐湖卤水中提取制备碳酸锂的方法

说明书

本发明属于化工领域，针对硫酸盐型和氯化物型盐湖卤水呈酸性且锂离子含量较低、镁锂比较高等问题，提出一种硫酸盐型和氯化物型盐湖中的提取锂离子并制备碳酸锂的方法。其制备步骤为：将卤水浓缩至适宜锂离子浓度，在不沉淀出氢氧化镁或者少量沉淀氢氧化镁的前提下，通过加碱或碱性溶液调节pH值至中性及碱性，以一定相比加入萃取剂，萃取分离得到含锂有机相；通入CO₂和纯水得到LiHCO₃的水溶液；反萃液中加入碱将少量镁离子以氢氧化镁形式沉淀去除；脱镁反萃液加热使LiHCO₃分解，生成微溶于水的Li₂CO₃，分离沉淀即得Li₂CO₃晶体。该方法在合理成本下通过改变卤水pH值而与新型萃取剂萃取法进行有机衔接，扩大新型萃取技术对各种类盐湖进行提锂的适应性。

技术领域

本发明属于化工领域，具体地说是一种硫酸盐型盐湖和氯化物型盐湖卤水中提取制备碳酸锂的方法。

背景技术

随着能源危机与环境污染的日益严重，清洁新能源的开发刻不容缓。面对环境恶化的严峻形势，大幅减少化石类能源的开采使用已成为人类共识。锂离子电池作为一种理想的二次电池，因具有高能量密度和长循环寿命而受到广泛关注，锂离子电池产量呈现爆炸式增长，作为制备锂离子电池材料必不可少的原材料，碳酸锂的需求也呈现持续增长势头。未来10年内，全球对锂资源的消耗量将成倍增加，预计2025年锂电池领域占比将增大到65％。

中国锂资源丰富，锂资源量540万吨，锂储量320万吨，全球第二。中国的卤水锂资源主要集中在青海和西藏，该地区的含锂离子盐湖主要有硫酸盐型、氯化物型和碳酸盐型三种类型，共同的特点是锂离子含量比较低，需要进行浓缩后才能达到一定的浓度。对于任何体系的卤水、无论采用何种提锂技术，一般来说，较高的锂离子浓度均有利于反应加工过程的进行，从处理量、能耗、操作费用的减少、收率的提高等方面有利于产业化工程的效率优化。传统的用碱沉淀除镁的方法，只适用于镁锂比很低的盐湖类型，镁锂比较高的盐湖单纯采用沉淀法其沉淀用碱量消耗量大，不具有经济价值。用新型萃取法即中性膦酸酯萃取，将镁锂进行一定程度的初步分离，使分离后卤水的镁锂比大大降低，然后用碱沉淀除镁，再进一步提取锂，是比较可行的方法。目前青海地区盐湖提锂企业已经成功应用的盐湖提锂技术主要有电渗析法、吸附法等即采用这一开发思路。

从本质上来说，在新型萃取法中，除锂离子浓度外，原料卤水的不同酸碱度是萃取和反萃取反应过程中的一项重要反应动力，即碱性卤水有利于萃取反应过程的进行，而酸性水或溶液可利于反萃反应过程的进行，因此，新型萃取法适用于碳酸盐型盐湖，而对于硫酸盐型盐湖卤水和氯化物型盐湖卤水来说，新型萃取剂萃取锂离子能力较低，无法高效萃取锂离子。

发明内容

针对现有的萃取技术适用于碳酸盐型盐湖，而对于硫酸盐型盐湖卤水和氯化物型盐湖卤水来说萃取效果不好的上述问题，本发明提供一种硫酸盐型盐湖和氯化物型盐湖卤水中提取制备碳酸锂的方法，通过对硫酸盐型和氯化物型盐湖浓缩卤水进行酸碱度的调整，在不沉淀出氢氧化镁或者少量沉淀氢氧化镁的前提下，将锂离子萃取出来，反萃后将少量的镁离子以沉淀的形式除去，加热、结晶、洗涤干燥后得到高纯的的碳酸锂晶体。该方法在合理成本下通过改变卤水pH值而与新型萃取剂萃取法进行有机衔接，扩大新型萃取技术对各种类盐湖进行提锂的适应性，对有效利用青海、西藏两地盐湖卤水资源，完善新能源产业链，发展当地经济具有积极意义。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种硫酸盐型和氯化物型盐湖卤水中提取制备碳酸锂的方法，包括以下步骤：

(1)将盐湖卤水浓缩至适宜的Li⁺浓度，镁锂比不高于1000:1，加入碱溶液调节卤水pH值至中性或微碱性，以原料卤水中镁离子未析出或少量析出为准；