[发明专利]一种盐湖卤水循环提锂工艺及装置

说明书

本发明公开了一种盐湖卤水循环提锂工艺及装置，包括以下步骤：S1、对卤水采用锂离子交换材料进行吸附，完成吸附工序后，水洗所述锂离子交换材料除去杂质离子；S2、使用贫锂溶液对S1中吸附锂离子后的所述锂离子交换材料进行解吸，得到富锂溶液，所述贫锂溶液pH＜3.0，所述贫锂溶液中包括弱酸和锂盐，所述弱酸的浓度为3‑10mol/L；S3、对S2中的富锂溶液进行电渗析，得到碱溶液和贫锂溶液；S3中的贫锂溶液循环至S2中参与反应，循环进行S2‑S3。本发明大幅降低了锂离子交换材料的溶损率，提高了锂离子交换材料的使用寿命，并有效提高了解吸速率，提高电流效率。

技术领域

本发明涉及盐湖卤水提锂领域，特别是一种盐湖卤水循环提锂工艺及装置。

背景技术

锂及其化合物是国民经济和国防建设的重要战略物资，被广泛应用于玻璃、陶瓷、航空、核能和新能源等众多领域。据美国地质勘探局(United States Geological Survey，简称USGS)2016年1月出版的年报报道，全球探明的陆上锂资源储量以金属锂计约为1400万t，其中盐湖卤水中的储量占70％～80％；而海水中蕴藏的量达2600亿t左右。因此，为了满足可持续发展的需求，各国学者都在积极找寻从盐湖卤水及(浓)海水中提锂的新技术。

传统的提锂技术主要包括沉淀法、盐析法、溶剂萃取法等。因盐湖卤水及(浓)海水的组分复杂，传统的提取方法存在工艺流程复杂、能耗高等不足；而离子交换提锂具有选择吸附性好、工艺简单、回收率高等优点。尤其适用于我国高镁锂比的盐湖卤水,已发展成一种极具前景的提锂方法。

公开号为CN 112593094 A的中国专利公开了一种盐湖提锂的工艺，所述的工艺是应用于碳酸盐型卤水，包括以下步骤：第1步，对卤水采用锂吸附剂进行吸附，再使用解吸剂对吸附剂进行解吸，得到解吸液；第2步，对第1步中得到的解吸液进行浓缩，得到浓缩液；第3步，对第2步得到的浓缩液采用纯化树脂去除钙镁离子，得到纯化富锂溶液；第4步，对第3步中得到的纯化富锂溶液采用双极膜电解处理，得到酸溶液和碱溶液；第5步，对第4步得到的碱溶液进行结晶，得到氢氧化锂和结晶母液。公开号为CN 112593094 A的中国专利中使用低浓度强酸解吸，解吸效率低，解吸液浓度低，因此需要增加浓缩工序，虽然降低了酸的浓度，但强酸对锂离子交换材料的溶损依然很高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种盐湖卤水循环提锂工艺及装置，提高解吸速率，提高电流效率，降低能耗。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种盐湖卤水循环提锂工艺，包括以下步骤：

S1、对卤水采用锂离子交换材料进行吸附，完成吸附工序后，水洗所述锂离子交换材料除去杂质离子；

S2、使用贫锂溶液对S1中吸附锂离子后的所述锂离子交换材料进行解吸，得到富锂溶液，所述贫锂溶液pH＜3.0，所述贫锂溶液包括弱酸和锂盐，所述弱酸的浓度为3-10mol/L；

S3、对S2中的富锂溶液进行电渗析，得到碱溶液和贫锂溶液；

S3中的贫锂溶液循环至S2中参与反应，循环进行S2-S3。

本发明中的贫锂溶液包括弱酸和锂盐，使用贫锂溶液中的弱酸作为解吸剂，通过盐湖卤水循环提锂装置(该装置耦合了电渗析装置及吸附装置)，实现对锂离子交换材料的循环解吸，能够直接生产氢氧化锂，解吸过程中不消耗弱酸。锂盐是指锂离子与相应弱酸根离子组成的盐。该发明具有工艺稳定、作业方便生产效率高，能耗低，对环境友好等特点。

贫锂溶液的pH在3以下是为了提高解吸率及解吸速率，pH低的贫锂溶液中携带的酸浓度高，在同样的流速下，可提高解吸速率；另外pH值是影响吸附解吸平衡的一个重要因素，pH升高平衡向吸附方向移动，pH降低，平衡向解吸方向移动。