專利名稱：從鹽湖鹵水中提取鋰、鎂的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從鹽湖鹵水中提取鋰、鎂的方法，尤其涉及從高鎂鋰比鹽湖鹵水和含鋰的碳酸鹽鹽湖鹵水中提取鋰的方法。
背景技術(shù)：
考慮到原料易于得到以及投入少等因素，以鹽湖鹵水為原料提取鋰鹽成為鋰鹽提取的熱點(diǎn)課題之一。目前，從鹽湖鹵水中提取鋰鹽的方法主要有沉淀法、浮選法、有機(jī)溶劑萃取法以及太陽池法等。就低鎂鋰比的鹽湖鹵水來說，這些方法可獲得較高的鋰回收率并且可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。然而，這些方法在應(yīng)用于高鎂鋰比(Mg/Li (摩爾比)大于40)的鹽湖鹵水(典型地例如西藏龍木錯鹽湖鹵水)時存在鎂鋰分離困難、鋰回收率不高、難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)等問題。由于我國的大部分鹽湖均具有鎂鋰比較高的特點(diǎn)，故尋求適用于高鎂鋰比的鹽湖鹵水的鋰鹽提取方法對于我國鹽湖資源的充分開發(fā)利用具有非常現(xiàn)實(shí)的意義。另一方面，含鋰的碳酸鹽型鹽湖鹵水(典型地例如西藏結(jié)則茶卡鹽湖鹵水)也是用于提取鋰鹽的常用鹽湖原料之一。然而，在從含鋰的碳酸鹽型鹽湖鹵水中提取碳酸鋰的過程中，存在鋰在鹽湖鹵水中難以富集的問題(這是因?yàn)樘妓徜嚨娜芙舛群苄?，而且又是逆溶解?即其溶解度隨溫度的上升而下降))。目前的鋰鹽提取方法在應(yīng)用于含鋰的碳酸鹽型鹽湖鹵水時均未能很好地解決鋰難以富集的問題，從而存在鋰的回收率不高以及成本較高等問題。因此，人們也迫切希望開發(fā)出適用于含鋰的碳酸鹽型鹽湖鹵水的鋰鹽提取方法。此外，鹽湖鹵水中還含有豐富的鎂，對鹽湖鹵水中的鎂的開發(fā)也日益受到重視。作為鎂鹽之一的堿式碳酸鎂是一種重要的無機(jī)化工產(chǎn)品，其是制備高純鎂砂、鎂鹽系列產(chǎn)品的主要中間原料，近年來還開發(fā)出了堿式碳酸鎂的許多新用途，例如用作橡膠、藥物、絕緣材料、牙科制劑、高級玻璃、食品及各種化工產(chǎn)品的添加劑和改良劑等。目前世界各國對堿式碳酸鎂的需求量不斷 增加，堿式碳酸鎂的應(yīng)用前景十分廣闊。傳統(tǒng)工業(yè)中生產(chǎn)堿式碳酸鎂主要以菱鎂礦、白云石等含鎂礦石為原料。液體礦則基本以海水、地下鹵水為主，以海水為原料的制備方法主要有鹵水-純堿法、鹵水-碳銨法、鹵水-氫氧化鎂-碳化法。目前，以鹽湖鹵水為原料制備堿式碳酸鎂的方法還少有報道。因此，開發(fā)以鹽湖鹵水為原料生產(chǎn)高品質(zhì)堿式碳酸鎂的方法具有廣泛的市場前景，并且這對我國鹽湖資源的充分開發(fā)利用也具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種適用于高鎂鋰比的鹽湖鹵水和含鋰的碳酸鹽型鹽湖鹵水的從鹽湖鹵水中提取鋰、鎂的方法。本發(fā)明的方法可成功解決高鎂鋰比的鹽湖鹵水中鎂鋰難以分離的問題以及含鋰的碳酸鹽型鹽湖鹵水中鋰難以富集的問題。本發(fā)明的方法以高鎂鋰比的鹽湖鹵水和含鋰的碳酸鹽型鹽湖鹵水為原料，成功獲得了高品質(zhì)的碳酸鋰產(chǎn)品和堿式碳酸鎂產(chǎn)品，通過本發(fā)明的方法可充分開發(fā)利用我國的鹽湖資源尤其是西藏鹽湖中的鋰和鎂資源。本發(fā)明中的高鎂鋰比的鹽湖鹵水，一般是指鎂鋰摩爾比為40以上的鹽湖鹵水。本發(fā)明提供了一種從鹽湖鹵水中分離鎂、鋰的方法，其順序包括如下步驟:(a)將高鎂鋰比的鹽湖鹵水A與含鋰的碳酸鹽型鹽湖鹵水B混合，以使鹽湖鹵水中的鎂離子與碳酸根離子發(fā)生沉淀反應(yīng)；(b)進(jìn)行固液分離，其中固相為三水碳酸鎂固體，液相為含鋰溶液。一方面，本發(fā)明提供一種從鹽湖鹵水中提取鋰的方法，其順序包括如下步驟:(a)將高鎂鋰比的鹽湖鹵水A與含鋰的碳酸鹽型鹽湖鹵水B混合以使鹽湖鹵水中的鎂離子與碳酸根離子發(fā)生沉淀反應(yīng)；(b)進(jìn)行固液分離以獲得三水碳酸鎂固體和溶液L1 ；(c)蒸發(fā)濃縮溶液L1以獲得鋰富集的溶液L2 ；(d)向溶液L2中添加碳酸鈉飽和溶液以析出碳酸鋰，接著通過固液分離獲得碳酸鋰。本發(fā)明的方法通過將高鎂鋰比的鹽湖鹵水A與含鋰的碳酸鹽型鹽湖鹵水B混合，利用鹽湖鹵水B中的碳酸根離子去除掉鹽湖鹵水A中的鎂離子或利用鹽湖鹵水A中的鎂離子去除掉鹽湖鹵水B的碳酸根離子，從而在沒有或少有鎂離子和碳酸根離子的情況下促進(jìn)鋰的富集以及鋰的提取。本發(fā)明的方法可獲得75%以上的鋰回收率。在本發(fā)明的方法中，優(yōu)選步驟(a)在7.0-9.0之間的pH值下進(jìn)行，更優(yōu)選步驟(a)在8.0-9.0之間的pH值下進(jìn)行。pH值在7.0-9.0之間有利于鹽湖鹵水B中的碳酸氫根離子參與Mg2+的沉淀反應(yīng)，·于是有利于提高鎂離子和/或碳酸根離子的去除率從而有利于鋰的提取。在本發(fā)明的方法中，考慮到提高鎂離子和碳酸根離子(此處指碳酸根離子與碳酸氫根離子的總和)的去除率，鹽湖鹵水B的用量優(yōu)選為沉淀鹽湖鹵水A中的Mg2+所需理論用量的100-130%，更優(yōu)選為沉淀鹽湖鹵水A中的Mg2+所需理論用量的120-130%。當(dāng)鹽湖鹵水B的用量低于沉淀Mg2+所需理論用量的100%時，鹽湖鹵水A中的Mg2+未充分發(fā)生沉淀反應(yīng)，從而不利于鋰的富集和提取。當(dāng)鹽湖鹵水B的用量超過沉淀Mg2+所需理論用量的130%時，鹽湖鹵水中的鋰離子易于與碳酸根離子發(fā)生沉淀反應(yīng)，于是鋰在液相中的損失量趨于變大，從而不利于鋰的富集和提取。在本發(fā)明的方法中，考慮到更加充分的反應(yīng)以及提高鋰的利用率，碳酸鈉飽和溶液的用量優(yōu)選為沉淀鹽湖鹵水中Li+所需理論用量的100-200%，更優(yōu)選為沉淀鹽湖鹵水中Li+所需理論用量的150-200%。當(dāng)碳酸鈉飽和溶液的用量低于沉淀Li+所需理論用量的100%時，鹽湖鹵水中的Li+未充分發(fā)生沉淀反應(yīng)，于是鋰的回收率趨于降低。當(dāng)碳酸鈉飽和溶液的用量超過沉淀Li+所需理論用量的200 %時，進(jìn)一步增加碳酸鈉飽和溶液基本不會對鋰的回收率的提高產(chǎn)生影響，相反會增加生產(chǎn)成本。在本發(fā)明的方法中，考慮到降低生產(chǎn)成本以及實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，優(yōu)選步驟(d)在35-45 °C的溫度下進(jìn)行。在本發(fā)明的方法中，鹽湖鹵水A可通過蒸發(fā)濃縮硫酸鹽型鹽湖鹵水、氯化鹽型鹽湖鹵水或其它類型的含鎂鹵水獲得。 在本發(fā)明的方法中，鹽湖鹵水B可為含鋰的碳酸鹽型鹽湖鹵水的原鹵或含鋰的碳酸鹽型鹽湖鹵水蒸發(fā)濃縮后的老鹵。另一方面，本發(fā)明還提供一種從鹽湖鹵水中提取鎂的方法，其順序包括如下步驟:(a)將高鎂鋰比的鹽湖鹵水A與含鋰的碳酸鹽型鹽湖鹵水B混合以使鹽湖鹵水中的鎂離子與碳酸根離子發(fā)生沉淀反應(yīng)；(b)進(jìn)行固液分離以獲得三水碳酸鎂固體和溶液L1 ；(C)對獲得的三水碳酸鎂固體進(jìn)行漿洗得到堿式碳酸鎂。本發(fā)明的方法通過將高鎂鋰比的鹽湖鹵水A與含鋰的碳酸鹽型鹽湖鹵水B混合，利用鹽湖鹵水B中的碳酸根離子與鹽湖鹵水A中的鎂離子發(fā)生沉淀反應(yīng)，從而生成堿式碳酸鎂固體。通過本發(fā)明的方法可獲得55%以上的堿式碳酸鎂產(chǎn)率。在本發(fā)明的方法中，優(yōu)選步驟(a)在7.0-9.0之間的pH值下進(jìn)行，更優(yōu)選步驟(a)在8.0-9.0之間的pH值下進(jìn)行。pH值在7.0-9.0之間有利于鹽湖鹵水B中的碳酸氫根離子參與Mg2+的沉淀反應(yīng)，從而有利于堿式碳酸鎂的生成。在本發(fā)明的方法中，鹽湖鹵水B的用量優(yōu)選為沉淀鹽湖鹵水A中的Mg2+所需理論用量的100-130%，更優(yōu)選為沉淀鹽湖鹵水A中的Mg2+所需理論用量的120-130%。當(dāng)鹽湖鹵水B的用量低于沉淀Mg2+所需理論用量的100%時，鹽湖鹵水A中的Mg2+未充分發(fā)生沉淀反應(yīng)，于是堿式碳酸鎂的產(chǎn)率趨于降低。當(dāng)鹽湖鹵水B的用量超過沉淀Mg2+所需理論用量的130%時，進(jìn)一步增加鹽湖鹵水B的用量基本對堿式碳酸鎂的產(chǎn)率的提高沒有影響，相反會增加液相中碳酸根的含量，不利于后續(xù)鋰的提取。在本發(fā)明的方法中，優(yōu)選步驟(C)用熱水漿洗(40°C以上的水)以促進(jìn)堿式碳酸鎂的生成。本發(fā)明的方法成功解決了高鎂鋰比的鹽湖鹵水中鎂鋰難以分離的問題以及含鋰的碳酸鹽型鹽湖鹵水中鋰難以富集的問題，本發(fā)明的方法具有原料容易得到、成本低、工藝簡單、回收率高、無污染等特點(diǎn)，其可用于高品質(zhì)的碳酸鋰和堿式碳酸鎂的大規(guī)模生產(chǎn)，適用于我國大部分鹽湖尤其是西藏鹽湖中的鋰和鎂資源的開發(fā)。


圖1所示為例舉的本發(fā)明的方法的流程框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的方法進(jìn)行具體說明，但本發(fā)明并不限于此。在如圖1所示的本發(fā)明的方法中，以硫酸鹽型鹽湖鹵水或氯化鹽型鹽湖鹵水蒸發(fā)濃縮后的除鈉老鹵作為高鎂鋰比的鹽湖鹵水A (Mg/Li (摩爾比)> 40)，以含鋰的碳酸鹽型鹽湖的原鹵蒸發(fā)濃縮后的除鈉鉀老鹵作為含鋰的碳酸鹽型鹽湖鹵水B。邊攪拌邊混合鹽湖鹵水A與鹽湖鹵水B，鹽湖鹵水B的用量為沉淀鹽湖鹵水A中的Mg2+所需理論用量的100-130%。鹽湖鹵水A中的鎂離子與鹽湖鹵水B中的碳酸根離子按如下反應(yīng)式反應(yīng):Mg2++C0廣+3H20 — MgCO3.3H20 I
4MgC03.3H20 — 3MgC0s.Mg (OH) 2.4H20+7H20+C02 i
上述反應(yīng)進(jìn)行24小時后，將反應(yīng)完成液靜置2-4小時，之后用離心機(jī)或壓濾機(jī)進(jìn)行過濾、洗漆以進(jìn)行固液分離，其中固相為堿式碳酸鎂，液相為溶液L1。對溶液L1進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，在鋰離子濃度達(dá)到飽和(根據(jù)鋰在液相中的損失量設(shè)定飽和終點(diǎn))時停止蒸發(fā)，從而獲得鋰富集的溶液L2 (鋰離子濃度為7g/l以上)。將碳酸鈉飽和溶液添加到溶液L2中以發(fā)生析鋰反應(yīng)，反應(yīng)在35_45°C的溫度下進(jìn)行4-6小時，碳酸鈉飽和溶液的用量為沉淀鹽湖鹵水中Li+所需理論用量的100-200%。鹽湖鹵水中的Li+與碳酸鈉飽和溶液按如下反應(yīng)式反應(yīng):2L1.+C0 3-2—Li2CO3 I將反應(yīng)完成液靜置2-4小時后,用離心機(jī)進(jìn)行過濾、洗漆進(jìn)行固液分離,其固相為碳酸裡廣品。通過本發(fā)明的方法可獲得75%以上的鋰回收率和55%以上的堿式碳酸鎂產(chǎn)率。實(shí)施例1以表I中的龍木錯鹽湖老鹵(西藏國能礦業(yè)公司生產(chǎn)，經(jīng)蒸發(fā)濃縮除鉀處理，其鎂鋰比(摩爾比)約為44)作為高鎂鋰比的鹽湖鹵水A，以表2中的結(jié)則茶卡鈉鹽湖老鹵(西藏國能礦業(yè)公司生產(chǎn)，經(jīng)蒸發(fā)濃縮除鈉鹽處理)作為含鋰的碳酸鹽型鹽湖鹵水B。表I龍木錯鹽湖老鹵的成份(單位:g/l)
權(quán)利要求
1.一種從鹽湖鹵水中提取鋰的方法，其順序包括如下步驟 (a)將高鎂鋰比的鹽湖鹵水A與含鋰的碳酸鹽型鹽湖鹵水B混合以使鹽湖鹵水中的鎂離子與碳酸根離子發(fā)生沉淀反應(yīng)； (b)進(jìn)行固液分離以獲得三水碳酸鎂固體和溶液L1； (c)蒸發(fā)濃縮溶液L1以獲得鋰富集的溶液L2； (d)向溶液L2中添加碳酸鈉飽和溶液以析出碳酸鋰，接著通過固液分離獲得碳酸鋰。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述鹽湖鹵水B的用量為沉淀鹽湖鹵水A中的Mg2+所需理論用量的100-130%。
3.如權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述碳酸鈉飽和溶液的用量為沉淀鹽湖鹵水中Li+所需理論用量的100-200%。
4.如權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述步驟(a)在7.0-9. O之間的PH值下進(jìn)行。
5.如權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述步驟(d)在35-45°C的溫度下進(jìn)行。
6.如權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述鹽湖鹵水A通過蒸發(fā)濃縮硫酸鹽型鹽湖鹵水或氯化鹽型鹽湖鹵水獲得。
7.—種從鹽湖鹵水中提取鎂的方法，其順序包括如下步驟 (a)將高鎂鋰比的鹽湖鹵水A與含鋰的碳酸鹽型鹽湖鹵水B混合以使鹽湖鹵水中的鎂離子與碳酸根離子發(fā)生沉淀反應(yīng)； (b)進(jìn)行固液分離以獲得三水碳酸鎂固體和溶液L1； (c)對獲得的三水碳酸鎂固體進(jìn)行漿洗以獲得堿式碳酸鎂固體。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述鹽湖鹵水B的用量為沉淀鹽湖鹵水A中的Mg2+所需理論用量的100-130%。
9.如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述步驟(a)在7.0-9. O之間的pH值下進(jìn)行。
10.如權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述鹽湖鹵水A通過蒸發(fā)濃縮硫酸鹽型鹽湖齒水或氯化鹽型鹽湖齒水獲得。
11.一種從鹽湖鹵水中分離鎂、鋰的方法，其順序包括如下步驟 (a)將高鎂鋰比的鹽湖鹵水A與含鋰的碳酸鹽型鹽湖鹵水B混合以使鹽湖鹵水中的鎂離子與碳酸根離子發(fā)生沉淀反應(yīng)； (b)進(jìn)行固液分離，其中固相為三水碳酸鎂固體，液相為含鋰溶液。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述鹽湖鹵水B的用量為沉淀鹽湖鹵水A中的Mg2+所需理論用量的100-130%。
13.如權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述步驟(a)在7.0-9. O之間的pH值下進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從鹽湖鹵水中提取鋰、鎂的方法。本發(fā)明的方法以高鎂鋰比的鹽湖鹵水和含鋰的碳酸鹽型鹽湖鹵水為原料，成功獲得了高品質(zhì)的碳酸鋰產(chǎn)品和堿式碳酸鎂產(chǎn)品。本發(fā)明的方法具有原料容易得到、成本低、工藝簡單、回收率高、無污染等特點(diǎn)，其可用于高品質(zhì)的碳酸鋰和堿式碳酸鎂的大規(guī)模生產(chǎn)，適用于我國大部分鹽湖尤其是西藏鹽湖中的鋰和鎂資源的開發(fā)。
文檔編號C01F5/24GK103253689SQ20121003664
公開日2013年8月21日 申請日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月17日
發(fā)明者曾云, 郝勇 申請人:西藏國能礦業(yè)發(fā)展有限公司