本發(fā)明涉及鹽湖提鋰領(lǐng)域，尤其涉及一種高收率從鹽湖鹵水中提鋰的方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、鋰及其化合物以其優(yōu)異的性能而廣泛應(yīng)用于電池、醫(yī)學(xué)、航天、化工以及國(guó)防等多個(gè)領(lǐng)域，其在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)至關(guān)重要的地位，被譽(yù)為“21世紀(jì)新能源”。鋰資源主要來(lái)自于鋰礦石和鹽湖鹵水，鹽湖鹵水中鋰含量最高，占世界鋰儲(chǔ)量的66％。我國(guó)是鋰資源大國(guó)，儲(chǔ)量位居世界前列。其中，青海和西藏的鹽湖鋰資源儲(chǔ)量占我國(guó)總儲(chǔ)量85％以上。

2、鹽湖鹵水提鋰工藝簡(jiǎn)單、成本低、環(huán)境友好，適應(yīng)市場(chǎng)需求，目前，提鋰的研究對(duì)象主要為鹽湖鹵水。但是現(xiàn)有技術(shù)中，大多是從鹽湖鹵水中得到富鋰溶液，再用碳酸鈉溶液或堿性環(huán)境下通入co2沉鋰，得到碳酸鋰產(chǎn)品。這些沉鋰技術(shù)的沉鋰母液中鋰濃度有1g/l以上，沉鋰過(guò)程中鋰損失量高達(dá)15％以上。中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?01811183552.5)公開(kāi)了一種從鹽湖鹵水中提取碳酸鋰的方法，該發(fā)明對(duì)碳酸鋰的回收率較低，在40～52％之間。中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?01410296274.x)公開(kāi)了利用高溫鹵水純化和分離碳酸鋰混鹽的方法，該發(fā)明生產(chǎn)碳酸鋰的收率也較低，在50％左右。

3、中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?01910735486.6)公開(kāi)了一種從鹽湖鹵水中提取鋰并制備磷酸鋰的方法及其用途，本發(fā)明所述方法對(duì)鹽湖鹵水中鋰的提取率＞94％。然而，上述發(fā)明受鹵水品位限制，只適用于鋰濃度2～5g/l的鹵水，這種鹵水是將地下鹵水放置于鹽田中曬至3年以上，周期較長(zhǎng)；用草酸去除鹵水中的鈣、鎂等離子，不僅需要消耗大量的藥品，不利于環(huán)境保護(hù)，而且生成的大量沉淀物會(huì)夾帶鋰離子，造成過(guò)多的鋰損失。

4、因此，開(kāi)發(fā)出一種不受鹵水種類和品位限制的高收率環(huán)保鹽湖提鋰技術(shù)對(duì)新能源領(lǐng)域具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種高收率從鹽湖鹵水中提鋰的方法，包括利用提鋰吸附劑對(duì)鹽湖鹵水中的鋰進(jìn)行吸附，再經(jīng)淋洗、脫附，獲取含鋰脫附液，然后對(duì)含鋰脫附液進(jìn)行濃縮，得到含鋰濃縮液；可以向含鋰脫附液或濃縮液中添加含磷酸根藥劑以及控制反應(yīng)溫度和ph值來(lái)制備磷酸鋰。

2、一種高收率從鹽湖鹵水中提鋰的方法，包括如下步驟：

3、步驟1，將鹽湖鹵水與吸附劑進(jìn)行接觸，進(jìn)行鋰離子的吸附；

4、步驟2，對(duì)步驟1中獲得的吸附劑進(jìn)行淋洗和洗脫，獲得含鋰脫附液；

5、步驟3，步驟2中獲得的含鋰脫附液經(jīng)過(guò)濃縮或者不經(jīng)過(guò)濃縮，并加入磷酸鹽溶液，將沉淀物進(jìn)行分離，獲得磷酸鋰。

6、所述的步驟1中，鹽湖鹵水可以是氯化物型鹽湖鹵水、硫酸鎂亞型鹽湖鹵水、碳酸鹽型鹽湖鹵水、深層地下鹵水等為原料的鹵水，可以是從地下或地表直接提取的，也可以是經(jīng)蒸發(fā)濃縮析出鹽分的鹵水，所述鹽湖鹵水中鋰濃度在0.02～5.0g/l。

7、所述的步驟1中，吸附劑是鋁鹽吸附劑、鈦系吸附劑或錳系吸附劑中至少一種。

8、所述的步驟2中，含鋰脫附液中鋰濃度為0.4～12.0g/l。

9、所述的步驟3中，鋰離子濃度為0.4～1.5g/l時(shí)，需要經(jīng)過(guò)濃縮。

10、濃縮過(guò)程采用的是反滲透膜、正滲透膜、電滲析、蒸發(fā)裝置中一種或多種組合。

11、所述的磷酸鹽溶液中是指磷酸、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、磷酸鈉、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、磷酸鉀、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、磷酸銨中的一種或多種組合溶液。

12、磷酸鹽溶液濃度為15～50wt％，優(yōu)選25～40wt％。

13、含磷酸鹽溶液用量按照磷酸根與鋰離子摩爾比為1:3計(jì)算，且磷酸根可過(guò)量3～15wt％。

14、含磷酸鹽溶液ph值可以控制在9.0以上，優(yōu)選10.0～14.0。

15、所述的ph值的控制是通過(guò)加入堿實(shí)現(xiàn)。

16、所述的堿是指氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、氨水、碳酸銨、碳酸氫銨中的一種或多種組合。

17、加入磷酸鹽溶液后的反應(yīng)溫度控制在30～100℃。

18、還包括步驟5，在步驟4中分離得到的母液采用高壓反滲透膜進(jìn)行濃縮，再通過(guò)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂去除二價(jià)或多價(jià)陽(yáng)離子，得到的滲透液補(bǔ)加磷酸鹽后進(jìn)行回用。

19、一種高收率從鹽湖鹵水中提鋰的裝置，包括：

20、吸附柱，用于對(duì)鹽湖鹵水進(jìn)行鋰離子的吸附；

21、濃縮裝置，連接于吸附柱的料液出口，用于對(duì)含鋰洗脫液進(jìn)行濃縮；

22、沉淀反應(yīng)器，連接于濃縮裝置，用于對(duì)獲得的濃縮液進(jìn)行磷酸鋰沉淀反應(yīng)；且在沉淀反應(yīng)器上連接有磷酸鹽加入罐和堿加入罐；

23、固液分離裝置，連接于沉淀反應(yīng)器，用于對(duì)磷酸鋰沉淀反應(yīng)后的沉淀進(jìn)行分離；

24、高壓反滲透膜，連接于固液分離裝置的母液出口，用于對(duì)獲得的母液進(jìn)行濃縮；

25、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂柱，其入口連接于高壓反滲透膜的濃縮側(cè)，用于對(duì)濃縮液進(jìn)行二價(jià)或多價(jià)陽(yáng)離子的去除，并且其出口連接于磷酸鹽加入罐。

26、所述的吸附柱中裝填的是鋁鹽吸附劑、鈦系吸附劑或錳系吸附劑中的一種。

27、所述的濃縮裝置是反滲透膜、正滲透膜、電滲析器或者蒸發(fā)裝置中的一種或幾種的組合。

28、所述的磷酸鹽加入罐中裝入的是磷酸、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、磷酸鈉、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、磷酸鉀、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、磷酸銨中的任意一種的溶液。

29、所述的固液分離裝置是離心分離裝置、沉降分離裝置或者膜分離裝置中的一種或幾種的組合。

30、所述的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂中裝填的是鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。

31、有益效果

32、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：(1)本發(fā)明應(yīng)用范圍更廣，幾乎不受鹵水種類和品位限制，可應(yīng)用于鋰濃度為0.02～5.0g/l的氯化物型鹽湖鹵水、硫酸鎂亞型鹽湖鹵水、碳酸鹽型鹽湖鹵水、深層地下鹵水等為原料的鹵水，可以是從地下或地表直接提取的，也可以是經(jīng)蒸發(fā)濃縮析出鹽分的鹵水。(2)沉鋰過(guò)程中，鋰回收率高，在93.0～99.5％之間。(3)本發(fā)明所述制備過(guò)程操作簡(jiǎn)單，成本低，且無(wú)需消耗大量的化學(xué)藥品，無(wú)環(huán)境危害。

技術(shù)特征：

1.一種高收率從鹽湖鹵水中提鋰的方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高收率從鹽湖鹵水中提鋰的方法，其特征在于，所述的步驟1中，鹽湖鹵水可以是氯化物型鹽湖鹵水、硫酸鎂亞型鹽湖鹵水、碳酸鹽型鹽湖鹵水、深層地下鹵水等為原料的鹵水，可以是從地下或地表直接提取的，也可以是經(jīng)蒸發(fā)濃縮析出鹽分的鹵水，所述鹽湖鹵水中鋰濃度在0.02～5.0g/l。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高收率從鹽湖鹵水中提鋰的方法，其特征在于，所述的步驟1中，吸附劑是鋁鹽吸附劑、鈦系吸附劑或錳系吸附劑中至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高收率從鹽湖鹵水中提鋰的方法，其特征在于，所述的步驟2中，含鋰脫附液中鋰濃度為0.4～12.0g/l；所述的步驟3中，鋰離子濃度為0.4～1.5g/l時(shí)，需要經(jīng)過(guò)濃縮。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高收率從鹽湖鹵水中提鋰的方法，其特征在于，濃縮過(guò)程采用的是反滲透膜、正滲透膜、電滲析、蒸發(fā)裝置中一種或多種組合。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高收率從鹽湖鹵水中提鋰的方法，其特征在于，所述的磷酸鹽溶液中是指磷酸、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、磷酸鈉、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、磷酸鉀、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、磷酸銨中的一種或多種組合溶液；磷酸鹽溶液濃度為15～50wt％，優(yōu)選25～40wt％；含磷酸鹽溶液用量按照磷酸根與鋰離子摩爾比為1:3計(jì)算，且磷酸根可過(guò)量3～15wt％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高收率從鹽湖鹵水中提鋰的方法，其特征在于，含磷酸鹽溶液ph值可以控制在9.0以上，優(yōu)選10.0～14.0；所述的ph值的控制是通過(guò)加入堿實(shí)現(xiàn)；所述的堿是指氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、氨水、碳酸銨、碳酸氫銨中的一種或多種組合；加入磷酸鹽溶液后的反應(yīng)溫度控制在30～100℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高收率從鹽湖鹵水中提鋰的方法，其特征在于，還包括步驟5，在步驟4中分離得到的母液采用高壓反滲透膜進(jìn)行濃縮，再通過(guò)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂去除二價(jià)或多價(jià)陽(yáng)離子，得到的滲透液補(bǔ)加磷酸鹽后進(jìn)行回用。

9.一種高收率從鹽湖鹵水中提鋰的裝置，其特征在于，包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高收率從鹽湖鹵水中提鋰的裝置，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種高收率從鹽湖鹵水中提鋰的方法，具體包括利用提鋰吸附劑對(duì)鹽湖鹵水中的鋰進(jìn)行吸附，再經(jīng)淋洗、脫附，獲取含鋰脫附液，然后對(duì)含鋰脫附液進(jìn)行濃縮，得到含鋰濃縮液；可以向含鋰脫附液或濃縮液中添加含磷酸根藥劑以及控制反應(yīng)溫度和pH值來(lái)制備磷酸鋰。本方法制備過(guò)程中鋰收率高，且方法簡(jiǎn)單，獲得的磷酸鋰可以用于制備電池材料磷酸鐵鋰。

技術(shù)研發(fā)人員：張?jiān)S,熊福軍,王肖虎,彭文博,顧俊杰,項(xiàng)娟,程楊,黨建兵
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇久吾高科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19