[发明专利]从碳酸盐型卤水中提取锂盐方法

说明书

本发明涉及一种锂盐的提取方法，特别是从碳酸盐型盐湖卤水中提取碳酸锂的方法。

由于锂的电化学活动性强，又是轻金属，因而具有广泛的用途。锂的需求量不断在增长，特别是作为锂的化合物碳酸锂。

在世界锂总资源量中，卤水锂矿约占75％，硬岩锂矿占25％，而我国卤水锂矿约占72％，硬岩锂矿占28％。六十年代以前，锂资源主要来自硬岩锂矿石。盐湖的提锂成本较硬岩低1-1.5倍以上，这迫使中国锂的工业发展必须重视从盐湖卤水提锂的方法。是发展中国锂工业的最好出路。

由于含锂盐湖水化学类型和经济技术条件不同，所以采用的工艺路线也各不相同。目前在从卤水中提锂的方法中，有有机离子(TBP、即磷酸三丁酯等)交换树酯法、无机离子交换剂法、铝酸盐法、氯化氢盐析法以及沉淀法(即磷酸盐法)和碳法等。中国专利申请号94111638·7公开了一种从卤水中提取锂盐的方法，该方法是，用高碳酸盐型卤水经日晒预浓缩后，通二氧化碳进行碳化，使碳酸钠转化成碳酸氢钠沉淀，然后过滤，经日晒进一步浓缩富集锂后，再加碳酸钠，沉淀出碳酸锂。其缺点是：1.需耗用大量矿物燃料，以烧取灰岩中CO₂，每吨碳酸锂需耗煤6吨多；2.其卤水锂盐回收率较低(约35％)不能充分合理地利用当地资源；3.该法未考虑综合利用。

本发明的目的在于提供一种在高原交通不便、高寒缺氧和缺乏矿物能源等地区，利用自然条件(太阳能和冷资源)，耗能耗料少，工艺操作简易，无污染和高效益的从碳酸盐型卤水中提锂方法。

本发明的技术解决方案是：

1.利用高原所处寒冷条件促使Na₂SO₄·10H₂O大量沉淀的资源特点，从盐湖中抽取高锂低硫酸根卤水作原料；

2.把采用多级冷冻日晒浅水池-控制池-结晶池-母液池(图1)。使石盐、芒硝在日晒浅池大量分离(蒸发沉淀)，使锂在卤水中达到预浓缩，然后集中到控制池，用卤水的锂含量1500-2800mg/l和温度在5℃以上，控制倒卤至结晶池，使结晶池中富集高品位、厚度大的高锂混盐，其含Li₂CO₃品位在5％以上；

3.应用就地淤泥作盐田衬底以及淤泥与石盐掺和构成“盐泥混凝土”，构筑盐田关键设施-隔水堤埂；

4.采用清水擦洗混盐新工艺，将混盐(原矿)＜10毫米(Li₂CO₃ 5％±)用水擦洗I-第一道分级-擦洗II-第二道擦洗-分级-脱水-锂精矿，尾液进行回收。此法可将含Li₂CO₃ 5％混盐(原矿)经二级擦洗流程分选出含Li₂CO₃达到或大于68％、回收率76％的碳酸锂精矿(图2)；

5.针对精矿的杂质包括水溶性和枸溶性或酸不溶性特点，采取水浸除水溶性盐类，然后以CO₂浸出Li₂CO₃的碳浸法，后者应用LiHCO₃溶解度较Li₂CO₃高3--4倍的特性(图3)，将精矿加水-浸除水溶盐类(蒸发回收石盐、钾石盐和硼砂等)-洗涤得粗Li₂CO₃，将其加水溶解后，在溶液中通入CO₂，使溶液中的Li₂CO₃转化为LiHCO₃，增加溶液中锂含量：

然后将溶液加热至50-150℃，使Li₂CO₃大量沉淀，CO₂从溶液中逸出(回收循环使用)，取得成品Li₂CO₃产品。

此套提锂方法具有因地制宜，取得含Li₂CO₃达99％高品级Li₂CO₃产品，并可综合回收硼钾等盐类副产品。

本发明的优点是：

针对碳酸盐型锂盐湖特性和高原盐湖区自然和经济技术特点，因地制宜、扬长避短，通过设计研究和实验检验的优化方法，为在高原条件下开发丰富的锂盐湖找到一条经济有效新型工艺方法。