[发明专利]一种干法脱镁从高镁锂比盐湖卤水预脱镁富集锂的方法

说明书

技术领域

本发明属于有色金属冶金领域，具体涉及一种从盐湖卤水中富集锂盐的工艺方法，尤其是一种从高镁锂比盐湖卤水中富集锂的方法。

背景技术

锂是重要的有色金属，被誉为“21世纪的能源金属”，在能源、航空般天等许多高新技术领域广泛应用，在全球经济中占有极其重要的地位。全球锂资源可分为五种类型，即伟晶岩锂、卤水锂、海水锂、温泉锂和堆积锂矿等，目前开采利用的锂资源主要是伟晶岩锂矿和卤水锂矿。当前全球大部分锂消耗来源于卤水锂矿。

目前从盐湖卤水提锂的技术关键为镁锂分离，采用的主要方法有：沉淀法；碳化法；煅烧浸取法；吸附法；有机溶剂萃取法；等。尽管使用的方法众多，但存在不同程度的不足。如沉淀法中产物粒度细、过滤难、锂损失大；碳化法不易于控制、锂收率低；煅烧法除镁率低、能耗高；吸附法由于吸附剂容量低而引起生产效率低；有机溶剂萃取法由于有机物的水溶性造成对盐湖区的环境污染。因此，研究者们一直在努力研究开发效率高、能耗低、便于操作、不污染环境的盐湖卤水提锂技术。

煅烧浸取法是一种高效快捷的方法，并有专利公开(200510085832.9；200710024943.8)。但由于氯化镁结晶由于脱水而水解不完全，尽使在高达1200℃下也难于将氯化镁完全水解，因此实际操作中在高于1000℃下水解，能耗高且镁分离不完全。沉淀法能耗低、分离效率高，但流程相对较长、收率较低。

发明内容

本发明提出一种高效率、低成本、少投入的操作方便、不污染环境的从高镁锂比盐湖卤水中富集锂的湿法冶金方法。

本发明通过下列技术方案实现的，包括以下工艺步骤：

(1)卤水浓缩：将高镁锂比盐湖卤水蒸发脱水、结晶氯化镁，同时浓缩锂盐；所述高镁锂比盐湖卤水是指经过提取钾、硼等后的水氯镁石饱和液；

(2)喷雾干燥：将浓缩卤水在温度为400～600℃喷雾干燥，且部分氯化镁结晶水解；

(3)造粒：将干燥物加水造粒，晶化、强化；

(4)焙烧：将晶化粒料焙烧，氯化镁水解；

(5)水浸取：将焙烧料趁热水淬，加水浸取，溶出可溶性氯化锂和氯化镁。

所述(1)步中高镁锂比盐湖卤水镁锂(Mg/Li)质量比不小于8.0。

卤水经过盐田晒蒸晶析或加热蒸发结晶析出水氯镁石(含水结晶氯化镁)，同时锂盐得到浓缩，使溶液锂含量达到7～10g/L。

所述(2)步中，对浓缩卤水进行喷雾干燥，喷雾干燥的温度为400～600℃；在此过程中，卤水中水份快速蒸发、氯化物结晶，同进发生氯化镁结晶的失水和水解。

所述(3)步中，按干燥物料量10～25％对干燥粉料喷水润湿，并造粒；对粒径没有严格限制，以不大于15mm为好；室温下放置，通过物料自然晶化强化料粒强度。

所述(4)步中，粒料入炉焙烧，使大部分氯化镁水解；焙烧温度600～800℃，焙烧时间20～120min。

所述(5)步中，通过水浸溶解出焙烧料中的可溶物质氯化锂和氯化镁；采用多级逆流浸取，液固比3～10∶1，级数2～5级，浸取温度20～90℃；浸出液中主要含氯化锂和氯化镁，为低镁锂比溶液，镁锂质量比(Mg/Li)少于1.0；视其镁锂比大小可进一步脱镁后提取锂盐或直接提取锂盐。

所述(2)步喷雾干燥中和(4)步焙烧中的高温烟气中含有HCl，经降温、收尘烟气后用水吸收HCl，制备工业级盐酸。

所述(2)步和(4)中产生的高温烟气，可用于所述(1)步蒸发浓缩卤水和(5)步焙烧水浸的热源；烟气通过热交换降温，同时对溶液加热。

所述(5)步中，水浸渣以氯化镁或氢氧化镁为主要组成，可用于镁质产品的生产原料。

本发明基于氯化镁高温水解原理，将可溶性镁化合物大部分转为难溶于水的镁化合物(MgO)和能遇水水解的氯氧化镁(MgOHCl)，从而通过水浸取溶出可溶性氯化锂、氯化镁(主要由氯氧化镁在水浸取时水解产生)，实现卤水的预脱镁富集锂。

本发明的优点和积极效果充分体现在：

1、采用结晶法脱除卤水部份镁，结淀结晶形态好，易于过滤和洗涤，锂损失少。

本发明以结晶法以水氯镁石形态脱除卤水中镁，降低后续工序的物料处理量；结晶法产物晶型好、颗粒大、易于过滤和洗涤，沉淀载带的锂损失少。

蒸发结晶易于控制、方便操作，使工艺具有较高的生产效率。

2、采用喷雾干燥法处理饱和氯化物卤水，降低提锂生产成本。