[发明专利]从卤水产生氢氧化锂单水合物的方法

说明书

本发明涉及从多组分含锂水溶矿物原材料生产LiOH·H₂O。所述方法包括，通过过滤器再生和对用过的再生物处理，来过滤被悬浮颗粒污染的含锂卤水，从而获得富锂卤水；在吸附‑解吸模块中，从卤水中分离初级浓缩物形式的氯化锂；并且，纳米过滤掉初级锂精矿中的镁、钙和硫酸根离子。利用反渗透、电渗析浓缩和离子交换纯化去除杂质，然后进行热浓缩，将初级锂精矿转化为富氯化锂浓缩液，然后通过膜电解将其转化为LiOH溶液。煮浓LiOH溶液，使LiOH·H₂O结晶。本发明消除了生产过程中的锂损失，允许产生作为副产物的浓盐酸和电池级碳酸锂，提高了商品级产物的产率，同时降低了运营成本，减少了固体生产废物的量，扩大了适用于LiOH·H₂O生产的含锂原料的范围。

技术领域

本发明涉及锂湿法冶金术，可用于从天然卤水中产生氢氧化锂单水合物。

背景技术

现有技术中已知一种方法，该方法在天然条件下浓缩含锂、碱金属和碱土金属卤化物的卤水，在pH＝10.5～11.5下，分离大部分氯化钠和氯化钾，以及钙和镁的沉淀，随之从该卤水中产生氢氧化锂。在从钙和镁纯化之后，含高达2～7％锂的浓缩溶液进行电解，该电解在电解池中进行，其中电解池具有将阳极电解液与阴极电解液分离开的Nafion阳离子交换膜，在其中锂离子转移至阴极室，产生LiOH。在此过程中，释放出氯和氢。为了获得高纯度的氢氧化锂单水合物，而使其从阴极电解液中结晶出来，其中该阴极电解液中的不纯的阳离子含量不超过0.5％。通过二氧化碳，对在蒸发阴极电解液和分离LiOH·H₂O之后获得的母液进行碳化，以沉淀出高纯度的碳酸锂，其中氯杂质不超过0.005％。释放的氯和氢通过彼此反应形成盐酸，盐酸与高纯度的氢氧化锂单水合物进行交换反应，形成氯化锂，以产生高纯度的金属锂(FRG专利号2700748，08.09.77)[1]。在技术术语方面，与本方案类似的方法是，基于氯化物溶液的膜电解来产生LiOH·H₂O的方法，而氯化物溶液是从含锂卤水(包括天然卤水)产生的(RU 2470861，2009年04月09日，公开于2012年05月27日，公告15)[2])。

上述方法共同的缺点是，多阶段产生进行电解的氯化锂溶液，这仅在干燥气候中才可能使用水溶(halurgic)技术，逐步分离氯化钠和氯化钾，以及钙、镁和硼的化学杂质。得到的氯化锂溶液需要使用潜水气体燃烧来进一步浓缩，并且使用LiOH和Li₂CO₃使Ca和Mg杂质再沉淀。因此，必须进行两次化学清洗，并且在浓缩期间进行多次卤水过滤。此外，为了产生所需量的富LiCl溶液，必须纯化非常大体积的初始卤水，这导致试剂消耗高，并且形成大体积的固体废物，另外就氯化锂含量而言，必须对初始的含锂卤水进行高度浓缩，通常具有200kg/m³以上的盐度，而这需要高资本投入，生产期间需要高功耗，且不可避免地盐析出来巨大量的NaCl和混有KCl的NaCl形式的盐，而这些盐在市场上是不需要的。对于具有钙和镁高含量，在盐总量中高达50～70％的含锂卤水，诸如西伯利亚地台的深层卤水和中国青海省的湖卤水，使用水溶技术来获得富LiCl溶液根本是不可能的。