[发明专利]回收锂值的方法

说明书

一种从含锂溶液如盐水或工艺母液中回收磷酸锂和硫酸锂的方法。该方法包括向含锂溶液中添加磷酸盐以沉淀磷酸锂，然后从所述溶液中分离出所得的磷酸锂沉淀。然后将分离出的磷酸锂沉淀在硫酸中消化以产生消化混合物，从中分离出硫酸锂沉淀。将碱金属氢氧化物添加到分离后的溶液中以产生碱金属磷酸盐溶液，并将其回收以在该方法的第一步中用作磷酸盐。

技术领域

本公开内容涉及一种回收锂值的方法，尤其涉及一种从含锂溶液如盐水或工艺母液中回收磷酸锂和硫酸锂的方法。

背景技术

锂盐，例如碳酸锂或氢氧化锂，被用于生产锂离子电池、玻璃、陶瓷、药物、润滑剂、空气处理或铝冶炼。其在电动汽车、用于航空器的锂铝合金和智能电网存储系统中也有潜在应用。

碳酸锂和氢氧化锂可从硅酸锂(如锂辉石和锂云母)中或从盐水、盐沼、盐湖、盐矿和地热资源中回收。从中回收碳酸锂和氢氧化锂的含锂溶液还包含浓度相当或更高的其他碱金属和碱土金属阳离子，导致分离困难。例如，在蒸发过程中，钙将与镁聚集起来，在从溶液中分离出碳酸锂之前，必须除去这两种碱土金属。同样，钠盐和钾盐也很难从这种混合金属溶液中分离出来。同样，钠盐和钾盐也很难从这种混合金属溶液中分离出来。因此，回收方法被设计为控制镁、钙、钠和钾的相对比例，从而使不希望得到的杂质留在溶液中，沉淀出所需纯度的可行量的所需锂盐。

如果可以将含锂溶液中的碱金属和碱土金属阳离子作为可出售的副产品回收或在上游工艺中再利用，则在经济上是有利的。

此外，碳酸锂和氢氧化锂在25℃水中的溶解度分别为1.3g/100mL和12.7g/100mL。因此，从盐水和工艺母液中回收这些盐的固体形式可能需要复杂的多阶段过程，使纯化的溶液浓缩至高于这些锂盐的溶解度极限。常用的锂(Li)处理循环中蒸发以处理水平衡或使可溶性盐(如氢氧化物)结晶化是耗费大量能源和资金的。当锂来源的品级低时，这个问题会变得更复杂。

因此，需要开发一种从含锂溶液中回收锂盐的方法，以克服至少一些上述问题。

对本公开内容的背景的讨论旨在促进对本公开内容的理解。但是，应当理解的是，该讨论并不是承认或认可所引用的任何材料在本公开内容的优先权日之前已经公开，已知或成为常识的一部分。

发明内容

本公开内容提供了一种回收锂值的方法，特别是一种用于从诸如盐水或工艺母液的含锂溶液中回收磷酸锂和硫酸锂的方法。

所述从含锂溶液中回收磷酸锂和硫酸锂的方法，其包括：

a)向含锂溶液中加入磷酸盐以产生磷酸锂沉淀；

b)从步骤a)产生的溶液中分离出所述的磷酸锂沉淀；

c)在硫酸中消化所分离出的磷酸锂沉淀以沉淀硫酸锂，并从中分离出硫酸锂沉淀；以及

d)将碱金属氢氧化物添加到步骤c)中分离出的消化混合物中，以产生碱金属磷酸盐溶液，并将所述碱金属磷酸盐溶液回收作为磷酸盐用于步骤a)。

在一些实施方案中，在步骤a)中向所述含锂溶液中加入化学计量过量的磷酸盐，使得溶液中残留的可溶性锂可以小于500mg/L和/或溶液中残留的磷酸盐(P)可以大于100mg/L。在一些实施方案中，溶液中残留的可溶性锂可以为50-100mg/L，溶液中残留的P可以为500-3000mg/L。

在一个实施方案中，在步骤c)之前，可以将所分离的磷酸锂沉淀从磷酸中再沉淀。这样一来，可以将诸如K、Na和S的主要杂质减少一个数量级。

在一个实施方案中，步骤c)中所述的消化混合物可包含10-50重量％的磷酸锂固体，使得溶液中残留的锂的量达到硫酸锂在磷酸中的溶解度极限，特别是在30-35g/L之间。

在一些实施方案中，在步骤c)中在硫酸中消化所分离的磷酸锂沉淀发生在从环境温度到80℃的温度下1-4小时内，特别是1-2小时内。.