[发明专利]从含锂溶液中经济地提取锂的方法

说明书

本申请是申请日为2011年7月8日，申请号为201180039418.8，发明名称为“从含锂溶液中经济地提取锂的方法”的发明专利申请的分案申请。

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

目前锂的应用扩展到了各种工业，包括可再充电电池、玻璃、陶瓷、合金、润滑剂和制药工业。锂可再充电电池作为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锂可再充电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，趋向更严格环境规则的全球性运动可能不仅扩展锂的应用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。虽然例如锂辉石、透锂长石和锂云母等矿物包含大约1％至1.5％的相对大量的锂，但是其提取涉及复杂的工艺，例如浮选、高温煅烧、粉碎、酸混合、提取、纯化、浓缩和沉淀。这些工艺需要高的能量消耗，被认为不符合成本效益，并且在锂提取中酸的使用还会引起环境污染。

已报道大约2.5×10¹¹吨的锂溶于海水中。虽然大多数技术包括插入含吸收剂的提取装置到海水中，以便在有选择地吸收锂之后通过用酸处理来提取锂，但由于包含在海水中的锂的浓度不超过0.17ppm，所以从海水中直接提取锂的效率非常低，并且非常不经济。

由于上述缺点，目前从天然盐湖生产的盐水中提取锂，但是例如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为约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限于1.59～7.95g/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)。由于多数情况下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，因此存在锂提取的收率极低的问题。

通常，为从盐水中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塘中，然后经过长时间的室外自然蒸发，例如约一年，以数十倍地浓缩锂。然后，将例如镁、钙、硼的杂质进行沉淀以去除，所述方法需要大于溶解度的碳酸锂的量以进行沉淀。

例如，中国专利公开号1626443记载了提取锂的方法，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含量镁的盐水。

这种传统方法需要蒸发和浓缩盐水，费时且不具生产性，尤其在雨季更是如此。此外，当锂与其它杂质以盐的形态沉淀时，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，可提供通过使用具有低溶解度的磷酸锂而从盐水中以高提取产率经济地提取高纯度磷酸锂的方法，该方法不需要长时间的盐水蒸发和浓缩工艺。

技术方案

根据本发明的实施方式，提供了通过向溶液中加入磷供应材料以从溶解的锂中沉淀磷酸锂从而从含锂溶液中经济地提取锂的方法。

在本发明的一个实施方式中，所述磷供应材料可为选自由磷、磷酸、磷酸盐及其混合物组成的组中的一种。

在本发明的一个实施方式中，所述磷酸锂的浓度可为0.39g/L或更大。

在本发明的一个实施方式中，所述含锂溶液中锂的浓度可为0.1g/L或更大。更具体地，浓度可为0.2g/L或更大，或0.5g/L或更大。然而由于高浓缩锂需要大量的时间，60g/L或更高的浓度可能不经济。

在本发明的一个实施方式中，所述方法可进一步包括通过过滤从所述含锂溶液中沉淀的磷酸锂而提取磷酸锂的步骤。

在本发明的一个实施方式中，所述含锂溶液可为盐水。

在本发明的一个实施方式中，所述盐水可含有包括镁、硼、钙或其混合物的杂质。

在本发明的一个实施方式中，在通过在所述盐水中加入磷供应材料而从溶解的锂中沉淀磷酸锂以前，所述方法可进一步包括通过在所述盐水中加入羟基离子而沉淀并去除在所述盐水中的包括镁、硼、钙或其混合物的杂质的步骤。

在本发明的一个实施方式中，所述通过加入磷供应材料而从溶解的锂中沉淀磷酸锂的步骤可在室温或更高温度下进行。

在本发明的一个实施方式中，所述羟基离子可为氢氧化钠负离子。