[发明专利]一种碳酸锂循环提锂工艺

说明书

本发明涉及有色金属冶金技术领域，尤其涉及一种碳酸锂循环提锂工艺，包括有如下步骤：将富锂卤水进入一次分离罐后与碱液、回流碳酸锂泥浆充分搅拌，清液抽吸，泥浆外排，经一次分离后，卤水中的大部分镁、钙离子被去除，为后续二次分离固体中提高锂含量提创造有利条件；将s1步骤中的清液经纳滤进入二次分离罐与碳酸盐混合充分均匀搅拌，清液抽吸，混浊液被截留浓缩为泥浆，经二次分离后滤水中的锂离子以碳酸锂形式沉淀，实现锂离子与钾、钠可溶性离子分离；将s2步骤中浓缩泥浆部分回流至s1步骤中，用于卤水中硬度的去除；其余部分进入清洗式压滤使得碳酸锂泥浆固态化，本发明提锂工艺在常温情况下进行，可连续自动化生产，劳动环境友善。

技术领域

本发明涉及有色金属冶金技术领域，尤其涉及一种碳酸锂循环提锂工艺。

背景技术

锂在自然界主要存在形式有：封闭盆地盐水58％；伟晶岩(包括富含锂的花岗岩)26％；锂黏土占7％；其他(包括油田盐水，地热盐水)等共占9％。经过多年的工艺摸索，逐步形成了吸附法、沉淀法、萃取法、电渗析、纳滤、电化学等多工艺并举的技术路线。

(1)吸附法

工艺原理：在提锂过程中，锂离子被具有高锂离子选择性的吸附剂捕获，然后在洗脱剂作用下洗脱抽离出锂离子，从而实现与其它杂质离子分离的目的。铝盐吸附剂具有高选择性和较大的锂离子吸附容量，已成功应用于工业生产。锂离子洗脱后出现的空位表现出锂离子的记忆效应，可以选择性地吸附含锂卤水中的锂。吸附剂由于锂离子进入氢氧化铝晶格，占据八面体孔，而较大的碱、碱土金属离子由于空间效应而不能进入，虽然镁离子半径与锂离子相近，但镁离子很容易与水分子结合形成复合离子，使得离子半径大大增加，实现镁和锂的分离。优缺点及适用性：优点是在高镁锂盐湖卤水提锂工艺过程中，吸附法提锂生产效率高，具有较大的发展和推广潜力。但现有的吸附剂均存在不同程度的循环性差，溶损严重、选择性弱等弊端，如何制备出经济性高、吸附容量大、使用周期长的吸附剂是未来的重点。

(2)沉淀法

工艺原理：沉淀法是盐湖卤水提锂中最为常见的一种方法，含锂卤水首先从地下泵入一个大型露天池塘，然后通过太阳能蒸发和风力浓缩，以获得适当的锂浓度～6000ppm。沉淀过程伴随着连续蒸发池中的连续蒸发，以去除浓缩盐水中的各种共存离子。钠离子和钾离子可以通过高于每个饱和点的沉淀去除，硼酸盐可以通过使用脂肪醇的溶剂萃取去除。残余的镁离子、钙离子和硫酸盐可以用氢氧化钙、碳酸钠、草酸盐和氯化钡来沉淀，从而使锂离子以锂盐的形式析出。沉淀法主要适合低镁锂比的盐湖卤水提锂。优缺点及适用性：优点是操作简单，使用天然太阳能和廉价的沉淀试剂在工业应用中是一种具有成本效益的方法。缺点在于:1、传统的沉淀方法导致锂回收率低，蒸发-沉淀过程非常耗时，需要12-24个月才能完成提取。2、蒸发过程强烈依赖于一般气候和特殊天气条件，需要很大的占地面积。3、化学沉淀过程一般通过添加氯化铝或纯碱，以铝酸锂或碳酸锂的形式沉淀锂，这不仅消耗化学物质，而且消耗额外的水。盐湖卤水通常出现在高海拔地区和降雨量很少的地区。4、沉淀法不适用高镁锂比卤水中提取锂。

(3)电渗析

工艺原理：在电场作用下溶液中带电粒子可以通过膜而迁移，如果用一价选择性离子交换膜，则可以将卤水中镁、锂分离。将含镁锂的卤水通过电渗析器后，使用离子交换膜在电场力的作用下，利用镁锂离子化合价和离子半径的不同，使卤水中的镁、锂离子得到迁移，锂、纳等一价离子透过膜，镁、钙等二价离子被离子交换膜所隔离，得到氯化锂溶液；随后再经过深度除杂浓缩，最后进行沉淀得到碳酸锂。电渗析技术在高镁锂比盐湖卤水提锂中的应用具有重要意义。优缺点及适用性：优点适用于镁锂比较高的盐湖卤水，纯物理分离操作，操作简单，不污染环境；缺点是工艺要求对水质要求较高，需要前期的预处理系统成本较高。此外电场作用下会产生氢气和氢氧根，氢氧化镁的沉淀会覆盖离子交换膜影响膜的效率，需要经常拆洗膜，膜的维护成本高。

(4)纳滤膜