[发明专利]利用自然能从混合卤水中制备硫酸锂盐矿的方法

说明书

技术领域

本发明涉及盐湖卤水的开发利用工艺，尤其涉及一种利用自然能从混合卤水中制备硫酸锂盐矿的方法。

背景技术

有21世纪的“能源新贵”之称的锂是自然界最轻、最活泼的金属元素，是一种新能源原料。自然界中锂资源主要存在于花岗伟晶岩型矿床、盐湖卤水、海水及地热水中。

中国是世界上盐湖锂资源最丰富的国家之一，我国的青藏高原上有数量众多的盐湖，主要有碳酸盐型盐湖和硫酸盐型盐湖。扎布耶、结则茶卡是碳酸盐型盐湖的典型代表；察尔汗盐湖、大柴旦盐湖、东西台吉乃尔盐湖、一里坪盐湖、尕斯库勒盐湖等是硫酸盐型盐湖的典型代表，这些盐湖储存丰富的锂资源。

在这些盐湖的开发中，人们坚持不懈地试图实现钾、锂、硼、镁、钠等资源的综合利用，有些技术已成功实现工业性试生产，但真正实现大规模工业生产的只有钾肥，钠盐、镁盐系列产品的生产初具规模，锂盐的生产依然困难重重。

此外，高原盐湖地区环境恶劣，例如扎布耶、结则茶卡两湖海拔均在4500m左右，所处环境气候恶劣，生态环境极其脆弱，不宜人居，社会经济发展水平极低，工业、能源、交通基本处于空白状态；产品远离市场，同样的产品，如KCl，在格尔木地区利润丰厚，每吨纯利润在1000元以上，而在西藏地区，即使不考虑恶劣条件下价格成本的增加，仅运输成本的增加就使的产品利润大幅降低甚至会变成亏损，因此，以现有方法来开发这些盐湖，将困难重重。

本发明将长期以来人们所认为的高原盐湖地区的恶劣气候环境作为有利的自然条件加以利用，即利用海拔高，日照强，风速大，蒸发强烈，昼夜温差和年温差大，冬季寒冷干燥，夏季温度较高、降雨集中等自然条件；同时，通过将碳酸盐型盐湖卤水与其附近的硫酸盐型盐湖卤水进行混合开发，从而实现卤水中锂元素的高效富集分离。

发明内容

为此，本发明一种利用自然能从混合卤水中制备硫酸锂盐矿的方法。

一种利用自然能从混合卤水中制备硫酸锂盐矿的方法，其包括步骤：

第一步，碳酸盐型盐湖卤水依次经过蒸发、冷冻、蒸发处理，当卤水中Li含量小于或等于2.5g/L时，或者卤水中析出的固体矿中碳酸锂含量小于或等于0.5%时，该阶段的卤水称作卤水A；

第二步，硫酸盐型盐湖卤水依次经过蒸发、冷冻、蒸发处理，当卤水中Mg含量大于或等于10g/L时，该阶段的卤水称作卤水B；

第三步，将卤水A与卤水B在-10℃～40℃时混合，混合比例按照卤水B中的镁离子与卤水A中碳酸根离子的物质的量比为1:1～2:1计量，充分混合反应、陈化后，固液分离得卤水C；

第四步，将卤水C在高原春夏季的温度环境下进行自然蒸发，析出氯化钠和少量残余的含镁碳酸盐，当卤水C中硫酸根为5g/L～40g/L时进行固液分离得到卤水D；

第五步，将卤水D导入冻硝池中，在高原冬季的温度环境下进行冷冻处理，析出芒硝，控制溶液中硫酸根离子的浓度为1g/L～7g/L时进行固液分离得到卤水E；

第六步，将卤水E导入钠盐池，在高原春夏季的温度环境下蒸发析出氯化钠，当开始析出钾盐时进行固液分离得到卤水F；

第七步，将卤水F导入钾盐池，在高原春夏季的温度环境下进行自然蒸发，析出钾石盐，随着蒸发的进行，当开始析出含锂的矿物时固液分离得到钾石盐矿和卤水G；

第八步，将卤水G和高镁卤水混合，混合比例按照高镁卤水与卤水G组成的混合卤水中镁离子与钾离子的物质的量之比为1.5:1～5:1来计量，在高原春夏季的温度环境下进行自然蒸发析出钾石盐矿，当溶液中硼浓度以B₂O₃计大于或等于1%时固液分离，得到钾石盐矿和卤水H；

第九步，提供盛放芒硝的除镁池，将卤水H导入除镁池中与芒硝混合，在-5℃～40℃的温度条件下进行反应，析出钠盐和镁盐，控制溶液中镁锂比小于或等于8:1时进行固液分离，得到富硼锂卤水I；

第十步，将卤水I蒸发到Li⁺浓度达到6g/L-15g/L或者以B₂O₃计的硼浓度大于或者等于18g/L时，将卤水I导入硼矿池与淡水或硫酸盐型原始卤水按照预定比例混合，在高原春夏季的温度环境下进行自然蒸发，析出硼矿，当开始析出锂盐时固液分离得到硼矿和卤水J；

第十一步，将卤水J导入锂盐池，在-10℃～50℃的温度环境下进行蒸发析出锂盐矿。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：