[发明专利]从盐湖卤水中提取锂的方法

说明书

技术领域

本公开涉及膜分离技术领域，尤其涉及化学沉淀法和膜分离法结合从盐湖水中提取锂的方法。

背景技术

近几十年来人类一直在努力寻找可替代化石能源的新能源，而新能源最普遍的利用方式是将各种形式的能量转化为电能储存起来。锂离子电池由于具备比容量高、工作温度范围宽、自放电率低、循环寿命长、安全性能好等突出的优势，在移动通信设备和各种数码产品中得到了广泛应用，并被公认为是电动汽车的理想电源。由此，即使近年来全球经济增速放缓，锂行业表现却格外突出，锂产品是价格上涨的少数工业品之一，因而锂资源的获取也成为了世界各国关注的热点。

在已探明的世界锂资源中，卤水锂资源占61％、矿石锂资源占34％、油田和地热水锂资源占5％。就目前的经济、技术现状而言，从盐湖卤水中提取锂无论在成本和规模上均优于矿石提锂，全球有70％的锂产品来自盐湖卤水。我国盐湖卤水锂储量占到总储量的80％以上，然而从盐湖卤水中提取的锂却只占到总提取量的8％，原因是多方面的。其中最主要的原因在于，中国盐湖卤水大多是高镁锂比的卤水，由于Mg²⁺与Li⁺在物理化学性质上非常相似，导致镁锂分离困难，无法用简单的化学方法(如沉淀法)直接提取锂，目前已有的从高镁锂比卤水中提取锂的方法包括有机溶剂萃取法、离子交换法、电渗析法、纳滤膜法等。有机溶剂萃取法生产成本高、对设备腐蚀严重，目前还在试验阶段；离子交换法采用的吸附剂价格很高，生产率低，且极易被污染，无法大规模生产；电渗析法则需要消耗大量电能，且生产过程中产生大量有毒的氯气；纳滤膜法相对上述方法有很大的优势。从原理上来说，纳滤膜是一种压力驱动膜，在膜上带有荷电基团，通过静电相互作用，产生Donnan效应，对不同价态的离子具有不同的选择透过性，从而实现不同价态离子的分离。一般来说，纳滤膜对单价离子的截留率为10％～80％，具有相当大的渗透性，而二价及多价盐的截留率均在90％以上，从而实现一价锂离子与二价镁离子的分离。国内已有企业利用该技术从盐湖卤水中提取锂，但依然存在若干问题导致生产效率低下、成本却居高不下。

发明内容

本发明的实施例提供一种从卤水中分离提取锂的方法，包括：

1)酸化除硼，往卤水中加酸，沉淀出硼酸，固液分离，得到第一清液；

2)预处理，以沉淀的方式除去所述第一清液中部分硫酸根和镁离子，得到第二清液；

3)锂镁分离，采用锂镁分离膜分离所述第二清液中的锂和镁，得到高镁低锂产水和高锂低镁产水；

4)锂浓缩，采用锂浓缩膜浓缩步骤3所得的所述高锂低镁产水，得浓缩液和淡液；

5)精制沉锂，升高步骤4所得浓缩液的pH，将Mg²⁺以Mg(OH)₂沉淀的形式去除，得到第三清液，在所述第三清液中引入CO₃^2-，Li⁺以Li₂CO₃的形式沉淀，分离出沉淀物并洗涤干燥后得到电池级碳酸锂产品。

在本发明的一种实施方式中，例如可以将上述步骤3的高镁低锂产水、步骤4的淡液中的至少一种返回与步骤2的所述第二清液合并。

在本发明的一种实施方式中，例如，预处理的步骤2包括步骤2A和步骤2B，

步骤2A包括：调节步骤1的所述第一清液的pH至7-9，卤水中的SO₄^2-和Mg²⁺的一部分以硫酸钙和氢氧化镁的形式沉淀，固液分离后得到清液2A进入步骤2B继续处理或者进入步骤3继续处理；

步骤2B包括：与后续步骤的返回清液合并后，卤水中剩余的SO₄^2-和Mg²⁺的一部分继续以硫酸钙和氢氧化镁的形式沉淀，固液分离后得到清液2B进入步骤3继续处理。

在本发明的一种实施方式中，例如，锂镁分离的步骤3包括步骤3A和步骤3B，

步骤3A包括：在步骤2所得清液中加入酸，调节pH至7-8.5，利用锂镁分离膜分离清液得到高镁低锂产水3A和高锂低镁产水3A，其中高镁低锂产水3A返回盐田浓缩富集后，再与原料卤水合并，高锂低镁产水3A则进入步骤3B继续处理或进入步骤4继续处理；

步骤3B包括：在高锂低镁产水3A中加入络合剂，利用锂镁分离膜分离高锂低镁产水3A得到高镁低锂产水3B和高锂低镁产水3B，其中高镁低锂产水3B返回与步骤2A的清液合并，高锂低镁产水3B则进入步骤4继续处理。