[发明专利]从除镁卤水中提取锂并制备电池级碳酸锂的方法

摘要

本发明公开了一种从除镁卤水中提取锂并制备电池级碳酸锂的方法，该方法利用反应‑分离耦合技术分离、提取除镁卤水中的锂资源并生产电池级碳酸锂，其工艺步骤为：向除镁后的高钠卤水中加入铝盐，再与碱液在胶体磨进行成核、晶化，得到锂铝复合金属氢氧化物固体，使锂离子进入固相，而钠离子仍留在溶液里，从而将锂、钠离子有效分离。将锂铝复合金属氢氧化物用酸溶解得到含有锂离子、铝离子的溶液，用电渗析装置进行锂、铝分离，分离后的含铝溶液可循环利用，得到的富锂液通过沉淀反应，得到电池级碳酸锂。本发明利用反应‑分离耦合技术，在分离锂、钠的同时制备电池级碳酸锂，实现了盐湖锂资源高效、高值利用。

主权项

1.一种从除镁卤水中提取锂并制备电池级碳酸锂的方法，具体步骤为：A.向卤水中加入铝盐配制混合盐溶液A，使其中的铝盐与锂盐的摩尔浓度比为0.1～2：1；所述的卤水中各金属离子的质量含量分别为[Li+]＝0.05～1g/L，[Mg2+]＝0.0005～0.1g/L，[K+]＝1～5g/L，[Na+]＝15～90g/L；其中镁/锂质量比为0.01～0.1；该卤水是经过除镁后的卤水；所述的铝盐为硝酸铝、硫酸铝、氯化铝水溶液中的一种；B.用碱和碳酸盐配制与混合盐溶液A体积相当的混合碱溶液B，且其中氢氧根的摩尔浓度是混合盐溶液A中锂和铝离子摩尔浓度之和的1～1.6倍，碳酸根的摩尔浓度是混合盐溶液A中铝离子摩尔浓度的0～2倍；所述的碱是氢氧化钠或氢氧化钾；所述的碳酸盐是碳酸钠或碳酸钾；C.将混合盐溶液A和混合碱溶液B同时倒入胶体磨，以1000‑5000转/分钟的转速旋转成核1‑10分钟，形成锂铝复合金属氢氧化物晶核；将晶核溶液转移到晶化反应器，在60℃～90℃下搅拌反应12～48小时；D.减压过滤使固液分离，得到锂铝复合金属氢氧化物滤饼；在60～80℃干燥6‑12h，得到白色固体产品，其化学式为[LiAl2(OH)6]2CO3·nH2O，n＝1～10；E.取步骤D得到的锂铝复合金属氢氧化物，按20～208g/L浓度加入酸溶液中，在25～50℃下搅拌10～180分钟得到含锂、铝离子的溶液，其中锂离子浓度为1～6g/L；所述的酸溶液是硝酸、盐酸、硫酸溶液中的一种，其浓度为1～10mol/L；F.将步骤E得到的溶液在电渗析装置中进行锂离子富集，当锂盐室中锂离子浓度>20g/L时，将锂盐室中的溶液转移出来，并将含铝离子的溶液返回到步骤A中循环利用；G.在80～95℃下，向步骤F锂盐室转移出来的溶液加入碳酸盐固体，使其中碳酸盐与溶液中锂离子含量的摩尔比是0.75～1.5∶1，搅拌30～120分钟，固液分离，过滤，用去离子水洗3～5次，在100～180℃下干燥，得到电池级碳酸锂；所述的碳酸盐是碳酸钠或碳酸钾。