專利名稱：一種從鹵水中提取鋰鹽的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種無機鹽的提取方法，特別是從鹵水中提取鋰鹽的方法。
鋰鹽是重要的工業(yè)原料，軍工、電子、煉鋁業(yè)、合金材料、醫(yī)藥、試劑、陶瓷、玻璃、電視、核工業(yè)等行業(yè)中均有應用。全世界鋰資源以液體礦床為主，約占70%，礦石礦床僅占30%，我國也以液體礦床資源為主。鹵水提鋰工藝簡單，成本低，鹵水已成為鋰鹽生產(chǎn)的重要資源。
目前從鹵水中提取鋰鹽的方法有磷酸鹽法、鋁酸鹽法、有機離子交換樹脂法、無機離子交換劑法、溶劑萃取法等，均存在著能耗高、耗料多，有的工藝流程長，操作較難，或是污染環(huán)境等問題。還有一種方法，是利用太陽能進行蒸發(fā)，使鋰鹽濃縮從而生產(chǎn)碳酸鋰。美國福特礦業(yè)公司就是用這種為處理銀峰鹵水，生產(chǎn)鋰鹽的。其具體方法是將銀峰鹵水經(jīng)日曬預濃縮后(鋰濃度提高一倍左右)，加入生石灰(CaO)，使鹵水中的鎂離子和硫酸根離子轉(zhuǎn)為氫氧化鈣和硫酸鈣沉淀并除去，母液進一步日曬濃縮(鋰濃度提高約20倍)，再加碳酸鈉沉淀出碳酸鋰，洗滌干燥后得碳酸鋰產(chǎn)品。此法耗能耗料少，操作簡單，經(jīng)濟效益高，適用于一般和含高鎂、高硫酸鹽型鹵水，但對含高碳酸鹽型鹵水由于存在鋰鹽難以富集問題，因而不適用。
本發(fā)明的目的在于提供一種適合于高碳酸鹽型鹵水，且耗能低，耗費化工原料少，工藝簡單，操作容易，無污染的鹵水提鋰方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的高碳酸鹽型鹵水經(jīng)日曬預濃縮后，通二氧化碳氣體進行碳化，使碳酸鈉轉(zhuǎn)化成碳酸氫鈉沉淀，反應式如下
然后過濾，濾液經(jīng)日曬進一步濃縮富集鋰后，再加計算量的碳酸鈉，沉淀出碳酸鋰。
具體的說，含高碳酸鹽的鹵水經(jīng)日曬預濃縮，預濃縮率為20～50%，最好為30～40%，通入二氧化碳，其用量為按反應式計算量的1～3倍，二氧化碳的濃度和壓力越高，則碳化速度越快。所生成的碳酸氫鈉沉淀經(jīng)過濾、洗滌，在270～300℃下加熱分解，生成的二氧化碳返回使用，生成的純堿(碳酸鈉)作為副產(chǎn)品利用。
碳化后的濾液再經(jīng)日曬進一步濃縮，濃縮率在50%以上，最好在70%以上，再加入純堿(碳酸鈉)，用量根據(jù)鹵水中含鋰量按下式計算
在40℃以上進行沉淀反應，得碳酸鋰沉淀，經(jīng)過濾、干燥，得碳酸鋰成品。母液可進一步綜合利用提取其他化工原料。
本發(fā)明通過碳化工藝除去大量的碳酸根離子，成功地解決了高碳酸鹽型鹵水的鋰鹽富集問題，整套提鋰工藝流程簡單，操作容易，利用太陽能濃縮鹵水，耗能耗料少，不污染環(huán)境，還可副產(chǎn)純堿，經(jīng)濟效益較高。特別適合蒸發(fā)量大于降水量，而其他能源缺乏的地區(qū)。
圖一是本發(fā)明的提鋰工藝流程方框圖。
下面結(jié)合圖一和西藏扎布耶鹽湖的實例進一步詳述本發(fā)明。
扎布耶鹽湖鹵水屬高碳酸鹽型，含鋰約1克/升，含碳酸鈉大于24克/升。該地區(qū)年降水量約200mm，蒸發(fā)量約2000mm，日平均蒸發(fā)量為6mm。將420M3鹵水經(jīng)泵送到日曬預濃縮池中，預濃縮率為40%，得預濃鹵水250M3。經(jīng)泵送入碳化反應塔，通入壓力為0.3MPa，濃度為11.6%的二氧化碳，純二氧化碳通入量為9000kg，反應54.5小時，過濾。濾液送往續(xù)濃縮日曬池，沉淀經(jīng)洗滌，離心干燥，得16噸碳酸氫鈉。再送入加熱分解器，在270～300℃下加熱1小時，得純堿(碳酸鈉)10噸，分解出的二氧化碳送二氧化碳凈化裝置回收?？蓪㈠仩t煙道氣和石灰窯窯氣再加上回收的碳酸氫鈉分解氣經(jīng)二氧化碳凈化裝置純化后，用空壓機送入碳化反應塔，作為碳化所需的二氧化碳。
碳化后的濾液經(jīng)續(xù)濃縮日曬池濃縮，濃縮率為70%，得濃鹵水75M3。用泵送入碳酸鋰沉淀器，加入720kg純堿，40℃以上反應1小時，過濾，濾液待綜合利用或經(jīng)提硼工藝后返回碳化反應塔。沉淀經(jīng)離心干燥，太陽能干燥后，得成品500kg碳酸鋰。
權利要求
1.一種從鹵水中提取鋰鹽的方法，其特征是將高碳酸鹽型鹵水經(jīng)日曬預濃縮后，再通入二氧化碳進行碳化，使碳酸鈉轉(zhuǎn)成碳酸氫鈉沉淀，然后過濾，濾液再經(jīng)日曬進一步濃縮，富集鋰后，再加計算量的碳酸鈉，沉淀出碳酸鋰。
2.根據(jù)權利要求1所述的從鹵水中提取鋰鹽的方法，其特征在于高碳酸鹽型鹵水經(jīng)日曬預濃縮，預濃縮率為20～50%，二氧化碳的用量為計算量的1～3倍，碳化后的濾液再經(jīng)日曬濃縮，濃縮率為50%以上。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的從鹵水中提取鋰鹽的方法，其特征在于碳化后的碳酸氫鈉沉淀在270～300℃下熱分解，所得二氧化碳回收供碳化用，所得純堿為副產(chǎn)品。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的從鹵水中提取鋰鹽的方法，其特征在于濃縮后，按鹵水中含鋰量計算加入碳酸鈉，40℃以上進行沉淀反應，所得沉淀經(jīng)過濾、干燥，得碳酸鋰成品。
5.根據(jù)權利要求1所述的從鹵水中提取鋰鹽的方法，其特征在于含鋰約1克/升，含碳酸鈉大于24克/升的鹵水，經(jīng)日曬預濃縮40%后，通入計算量2.2倍的二氧化碳進行碳化，使碳酸鈉轉(zhuǎn)成碳酸氫鈉沉淀，然后過濾，分離出的碳酸氫鈉在270～300℃下熱分解，分解出的二氧化碳回收供碳化用，所得純堿為副產(chǎn)品;而濾液經(jīng)日曬進一步濃縮，濃縮率為70%，濃縮鹵水中按鋰含量計算加入碳酸鈉，在40℃以上進行沉淀反應，所得沉淀經(jīng)過濾、干燥，得碳酸鋰成品。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種從鹵水中提取鋰鹽的方法。高碳酸鹽型鹵水經(jīng)日曬預濃縮后，通入二氧化碳使鹵水中的碳酸鈉轉(zhuǎn)成碳酸氫鈉沉淀并經(jīng)過濾分離出來，濾液即可再經(jīng)日曬進一步濃縮富集鋰，然后加少量純堿即可沉淀出碳酸鋰產(chǎn)品。分離出的碳酸氫鈉經(jīng)熱分解回收使用分解出的二氧化碳，所得純堿為副產(chǎn)品。沉淀出碳酸鋰后的母液可進一步綜合利用。整套工藝流程簡單，操作容易，充分利用太陽能，耗能耗料少，不污染環(huán)境，經(jīng)濟效益高。特別適合蒸發(fā)量大，而其他能源缺乏的地區(qū)。
文檔編號C01D15/08GK1106358SQ94111638
公開日1995年8月9日 申請日期1994年2月4日 優(yōu)先權日1994年2月4日
發(fā)明者潘家中, 林曄, 王國祥, 韓愛東, 白瑪卓成 申請人:地質(zhì)礦產(chǎn)部西藏自治區(qū)中心實驗室