[发明专利]从含锂溶液中提取锂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及从含锂溶液中提取锂的方法。

背景技术

锂的应用目前延伸到了各种工业中，包括可再充电电池、玻璃、陶瓷、合金、润滑剂和制药工业。可再充电锂电池作为用于混合动力和电动汽车的主要能源近来受到关注，并且预期用于汽车的可再充电锂电池的市场会持续增长到用于手机和笔记本的传统小型电池市场的大约100倍。

此外，趋向更严格环境法规的全球性运动可能不仅将锂的应用扩展到混合动力和电动汽车产业，还扩展到电子、化学和能源领域。因此，预期对锂的国内和国外需求都会显著地增加。

锂的主要来源可为矿物、盐水和海水。虽然诸如锂辉石、透锂长石和锂云母的矿物包含相对大量的锂，大约1至1.5％，但是提取包括诸如浮选、在高温下煅烧、研磨、酸混合、提取、纯化、浓缩和沉淀的复杂工艺。这些工艺需要高的能量消耗，被认为不节约成本，并且在锂提取的过程中酸的使用还引起环境污染。

已报导大约2.510¹¹吨锂溶于海水。虽然大多数科技包括插入含有吸收剂的提取装置至海水中以便在选择性地吸收锂之后通过用酸处理提取锂，但是因为包含在海水中的锂的浓度限于0.17ppm，从海水中直接提取锂是效率极低并且不经济的。

由于上述缺点，目前从来自天然盐湖产出的盐水中提取锂，但是诸如Mg、Ca、B、Na、K、SO₄的盐也溶于盐水中。

此外，包含在盐水中的锂的浓度大约为0.3g/L至1.5g/L，并且包含在盐水中的锂通常以具有约13g/L的溶解度的碳酸锂的形态提取。即使假设包含在盐水中的锂完全转变成碳酸锂，盐水中的碳酸锂的浓度也限于1.59g/L至7.95g/L(Li₂CO₃的分子量为74，并且锂的原子量为7。如果锂的浓度乘以5.3(74÷14≒5.3)，则可估计碳酸锂的浓度)。由于大多数碳酸锂的浓度低于碳酸锂的溶解度，提取的碳酸锂再次溶解，固体可能很难与液体分离，因此存在锂提取率极低的问题。

因此，为了从盐水包含的锂中提取碳酸锂，将从天然盐湖中泵出的盐水储存在蒸发池中，然后经过长时间的室外自然蒸发，例如数月至约一年，以数十倍地浓缩锂。然后，将例如镁、钙、硼的杂质进行沉淀以便去除，所述方法需要大于碳酸锂的溶解度的量以进行沉淀。

例如，中国专利公开第1626443号描述了提取锂的方法，其中，在太阳热能下蒸发和浓缩盐水，然后将浓缩液进行反复的电渗析，以便获得包含浓缩的锂并具有低量镁的盐水。

该传统方法需要盐水的蒸发和浓缩，其消耗能量和时间，并且没有收益，尤其在雨季中。此外，当锂与其他以盐的形式的杂质一起沉淀时，锂的损失不可避免。

发明内容

【技术问题】

根据本发明的实施方式，提供了使用溶于盐水并具有低溶解度的磷酸锂，且不需要长时间的盐水蒸发和浓缩工艺，而从盐水中经济地提取高纯度磷酸锂的方法，该方法具有高的提取率。

【技术方案】

根据本发明的实施方式，提供了从含锂溶液中提取锂的方法，包括步骤：向含锂溶液中加入核颗粒；以及通过向包括所述核颗粒的所述含锂溶液中加入磷供应材料(a phosphorous supplying material)，将所述含锂溶液中的溶解的锂作为磷酸锂沉淀。

所述核颗粒可具有小于或等于100μm的粒径。

所述核颗粒可具有小于或等于40μm的粒径。

所述核颗粒可具有小于或等于25μm的粒径。

所述核颗粒可具有小于或等于1μm的粒径。

所述核颗粒可具有从1至100m²/g范围的比表面积。

所述核颗粒可具有从50至100m²/g范围的比表面积。

所述核颗粒可为锂化合物。

所述核颗粒可为不可溶解的锂化合物。

所述核颗粒可为选自不可溶解的有机化合物和不可溶解的无机化合物中的至少一种。

基于所述含锂溶液的总体积，所述核颗粒的含量可小于或等于0.05_g/L。

所述核颗粒可为选自Li₃PO₄、Li₂CO₃和LiF中的至少一种。