[发明专利]多级回收的低能耗高纯度提取锂的方法

说明书

本发明涉及金属提取纯化领域，特别涉及一种多级回收的低能耗高纯度提取锂的方法。所述多级回收的低能耗高纯度提取锂的方法，包括：将原料溶液进行前处理，产生的含有锂离子、脱附介质及杂质离子的前驱锂离子溶液；将前驱锂离子溶液进行第一次杂质分离，产生第一分离液及第二分离液；将第一分离液进行脱附介质分离，产生第三分离液及第四分离液；将第四分离液进行浓缩，产生第五分离液及第六分离液；将第六分离液进行第二次杂质分离，产生第七分离液及第八分离液，所述第七分离液即为高浓度、高纯度含锂离子的溶液。本发明所述方法可达成减少化学品用量和零废液排出的功效，从而降低生产成本、单位能耗和耗材损耗，并生产出锂离子纯度更高产品。

技术领域

本发明涉及金属提取纯化领域，特别涉及一种多级回收的低能耗高纯度提取锂的方法。

背景技术

锂元素是现今电子工业的核心化学元素，也是数字设备产业、新能源汽车产业的基础物质之一，锂矿资源主要分为液体矿物和固体矿物两类来源，其中又以液体矿物占大多数。

现有的从液体矿物中提取锂元素的技术中，存在以下三种缺点：(1)生产每单位锂所需能耗很高，因为需要大量的电渗析设备数组，或者高压滤膜管道数组，无论是高压泵还是电渗析槽均为高电耗设备；(2)需使用并消耗大量强酸，且废液中有很多残余酸液需处理后才能排放；(3)锂元素选择性差、分离效率低，生产的产品只能达到普通工业级标准，若要达到电池级标准还需搭配高能耗或耗费原料的后续加工步骤。

由此可见，由液体矿物提取锂的技术，成本高且污染环境。然而固体锂矿供应日趋不足，资源储量有限，锂电工业极需能耗更低、排放更少的液体矿物提取锂技术。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的多级回收的低能耗高纯度提取锂的方法，综合使用离子交换塔、萃取、多种分离膜等设备，结合离子吸附、膜分离、电渗析等方法各自的优点，可以在较低的单位能耗水平下提取锂元素，且产品纯度直接达到电池级。本发明无需使用大量强酸，也不会排出含大量强酸的废液，一方面降低了生产成本，另一方面提高了环保水平。除此之外，本发明的多级回收的低能耗高纯度提取锂的方法还可以小型化至车载水平，即一个40英尺标准的货柜就能装下一条生产线的核心装备。此外，本发明的原料溶液为含锂离子的溶液，其中通常锂离子浓度不高且有其他多种杂质离子并存，最终目标是获得高纯度、较高浓度的锂离子化合物的溶液，如氯化锂溶液、氢氧化锂溶液等。

本发明提供一种多级回收的低能耗高纯度提取锂的方法，其步骤包括：

步骤1：将原料溶液进行前处理，产生含有锂离子、脱附介质及杂质离子的前驱锂离子溶液；

步骤2：将所述前驱锂离子溶液进行第一次杂质分离，产生第一分离液及第二分离液，其中所述第一分离液的杂质离子浓度介于0.1～30ppm之间，所述第二分离液的杂质离子浓度介于60～6000ppm之间；

步骤3：将所述第一分离液进行脱附介质分离，产生第三分离液及第四分离液，其中所述第三分离液的锂离子浓度介于1～150ppm之间，所述第四分离液的锂离子浓度介于250～2500ppm之间；

步骤4：将第四分离液进行浓缩，产生第五分离液及第六分离液，其中所述第五分离液的锂离子浓度介于1～150ppm之间，所述第六分离液的锂离子浓度介于2500～20000ppm之间；

步骤5：将第六分离液进行第二次杂质分离，产生第七分离液及第八分离液，其中所述第七分离液的锂离子浓度介于2500～20000ppm之间，即为高浓度、高纯度含锂离子的溶液，所述第八分离液的杂质离子浓度介于60～6000ppm之间。

其中前处理为吸脱附离子交换、膜分离或萃取其中之一。

其中脱附介质为浓度低于0.5mol/L的盐酸或硫酸。

其中第二分离液回流至步骤1中。