[发明专利]一种锂盐溶液中回收锂的方法及其反应系统

说明书

本发明涉及一种锂盐溶液中回收锂的方法及其反应系统，方法包括以下步骤：（1）将含锂盐溶液注入碳化装置，开始搅拌与加热，持续通入CO₂，反应完全后进行固液分离，得到沉锂母液和Li₂CO₃；（2）将沉锂母液泵入碳化装置，加入磷酸，排出反应产生的气体；（3）当反应溶液pH值到7.8‑9时，固液分离，得到二次沉锂母液和Li₃PO₄。本发明的回收方法，使用特殊的装置以及反应系统，锂的回收率能达到99.8%，副产物能作为液体肥料变现销售，综合回收效率高，适用于进行工业化生产。

技术领域

本发明涉及复杂离子锂盐体系回收Li⁺技术领域，尤其涉及一种锂盐溶液中回收锂的方法及其反应系统。

背景技术

锂辉石冶炼中，由于矿石中云母和粘土类杂质的原因，会导致得到的Li₂SO₄浸出液中含有K⁺等杂质，通过循环迭代，在氢氧化锂的分离母液中富集。当其中的K⁺达到一定浓度时，需要退出系统，集中处理母液，此时的母液也称为终点母液。

终点母液的一般成分为：Li₂O：60~65g/L；K⁺：30~35g/L；Na⁺：0~15g/L，其余为OH^-离子，碱当量很高。在Li₂O浓度高达60g/L的情况下，抛弃母液会导致大量的金属锂损失，同时，废水排放面对的环保问题也是一大难题。如果继续回用终点母液，高浓度的Na⁺、K⁺、Cl^-，会对成品的杂质指标产生重大隐患。

现有对锂辉石母液的处理方式是用石灰和纯碱除去其中的杂质离子，然后用碳酸根沉淀锂，物料流通量大，能耗高，锂的回收率低，产品成本高，还需要进行改进，因此，目前缺乏一种可以高效从复杂锂盐溶液中回收金属锂的工艺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种锂盐溶液中回收锂的方法及其反应系统。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种锂盐溶液中回收锂的方法，包括以下步骤：

（1）将含锂盐溶液注入碳化装置，开始搅拌与加热，持续通入CO₂，反应完全后进行固液分离，得到沉锂母液和Li₂CO₃；

（2）将沉锂母液注入碳化装置，加入磷酸，排出反应产生的气体；

（3）当反应溶液pH值到7.8-9时，固液分离，得到二次沉锂母液和Li₃PO₄。

本发明的回收锂方法，第一步提取为高价值碳酸锂，提取溶液中大部分锂后，由于碳酸锂自身溶解度，剩余的锂离子无法用CO₂提取，此时再使用磷酸可以提取剩余的锂，经二次提锂提升锂的综合回收率。

上述锂盐溶液中回收锂的方法，优选的，所述步骤（1）中加注锂盐溶液到容器体积70~80%时再开始搅拌与加热，加热温度为90-95℃。在高温下，Li₂CO₃溶解度更小，以提高沉锂效率；且高温会使HCO₃^-分解，以防产生LiHCO₃阻碍沉锂。

上述锂盐溶液中回收锂的方法，优选的，所述步骤（1）中反应完全的控制条件为装置内常压变为微正压，所述微正压大于0.001Mpa，并过量通入CO₂。从常压到微正压可以指示CO₂不再消耗且适当过量，反应进行完毕，可以开始出槽固液分离。该加注溶液的步骤，通过在装置中增加CO₂注入量，也可用于设备结垢后的处理工艺。