[发明专利]从高镁锂比盐湖卤水中直接制取氢氧化锂和碳酸锂的方法

摘要

本发明公开了一种从高镁锂比盐湖卤水中直接制取出氢氧化锂和碳酸锂的方法，包括以下工艺步骤：(1)将盐田提钾后卤水在稳定池内进一步稳定形成低钾钠的硼锂卤水；(2)硼锂卤水经过提硼处理后形成硼酸产品与锂卤水；(3)～(5)锂卤水经过三次精制后得到三次精制液；(6)三次精制液经过双极膜电渗析器形成氢氧化锂溶液；(7)将氢氧化锂溶液通过蒸发结晶器得到一水合氢氧化锂固体与蒸发母液；(8)将所述一水合氢氧化锂固体通过洗涤重结晶而形成电池级氢氧化锂与洗液；(9)将蒸发母液与洗液通过气液反应器与二氧化碳气体反应形成碳酸锂。本发明具有良好的可操作性，大幅提高了锂离子的回收率。

主权项

1.一种从高镁锂比盐湖卤水中直接制取氢氧化锂和碳酸锂的方法，包括以下工艺步骤：(1)将盐田提钾后的卤水在稳定池内利用太阳能自然蒸发降低其中的钠钾离子总浓度，并在调节池内生成钾肥原料，经自然蒸发浓缩形成组份稳定的浓缩硼锂卤水；(2)将硼锂卤水进行粗过滤，然后将硼锂卤水与工业盐酸在高效反应器中混合进行酸化反应，冷却过滤后形成粗硼酸固体与酸化后液，使酸化后液与空载萃取剂进入高效离心萃取器，酸化后液经萃取脱硼后形成锂卤水，负载萃取剂与淡水通过高效离心反萃过程形成硼酸溶液，对硼酸溶液与粗硼酸进行加热溶解与冷却结晶，得到精硼酸；(3)使锂卤水通过具有一价离子选择功能的电渗析器，锂卤水中二价离子被离子选择膜拦截，锂卤水中的一价离子透过离子选择膜，实现镁锂分离并得到一次精制液，所述一次精制液为锂离子的浓缩物，其中镁锂比低于2：1；高镁低锂的尾液返回盐田；(4)将一次精制液直接通过纳滤膜过滤，其中90％以上的镁离子与硫酸根被拦截，得到二次精制液和浓水，所述浓水回到锂卤水中完成对锂卤水的稀释，同时浓水中的锂离子通过步骤(3)稀释锂卤水得到回收，在所述二次精制液中，镁离子浓度低于1g/L；(5)将所述二次精制液经过钙镁离子选择性阳离子树脂和二价阴离子选择性树脂离子交换器除钙镁及硫酸根，得到三次精制液，其中钙镁离子及硫酸根浓度低于20ppm，所述三次精制液为料液，以LiX表示，其中X表示三次精制液的阴离子；(6)将所述三次精制液送入双极膜电渗析器的脱盐室，在电场力作用下，三次精制液中的Li+穿过阳膜到达碱室，与通过双极膜的水电解所生成的OH‑配对形成氢氧化锂溶液，三次精制液中的X‑穿过阴膜到达酸室，与通过双极膜的水电解所生成的H+配对形成HX溶液；所述双极膜电渗析器为五室形式，所述五室为阳极室、碱室、酸室、脱盐室和阴极室，其中由特种阳离子交换膜、碱室、双极膜、酸室、阴离子交换膜、脱盐室、阳离子交换膜按顺序多组叠加形成三室形式的膜组，阳极室内设置阳极板，阴极室内设置阴极板，在阳极室和阴极室之间夹装所述膜组，从而形成双极膜电渗析器；在所述双极膜电渗析器的连续运行过程中，分别有四种溶液在双极膜电渗析器中循环运行，所述四种溶液分别是：料液、酸液、碱液与极液，通过料液平衡缓冲槽实现料液在所述双极膜电渗析器的脱盐室中的稳定循环运行，同时实现料液量的连续补充与稀释液平衡排放；通过酸液平衡缓冲槽实现酸液在所述双极膜电渗析器的酸室中的稳定循环运行，同时实现酸液量的连续补充与浓酸液的平衡排放；通过碱液平衡缓冲槽实现碱液在所述双极膜电渗析器的碱室中的稳定循环运行，同时实现碱液量的连续补充与浓碱液平衡排放；直接利用碱液平衡缓冲槽中的碱液缓冲槽中的浓碱液作为极液，实现极液在所述双极膜电渗析器的极室中的稳定循环运行，此外从所述碱液缓冲槽溢流得到氢氧化锂溶液；(7)将所述溢流得到的氢氧化锂溶液通过蒸发结晶器进行强制蒸发浓缩，从所述蒸发结晶器的排盐角连续排出一水合氢氧化锂固体与蒸发母液的混合物，将所述混合物过滤，分别得到一水合氢氧化锂固体与蒸发母液，所述蒸发母液为氢氧化锂溶液；(8)将所述一水合氢氧化锂固体通过洗涤重结晶而形成电池级氢氧化锂与洗液，所述洗液为氢氧化锂溶液；(9)将所述蒸发母液与所述洗液混合并通过气液反应器，在所述反应器中与二氧化碳气体反应形成碳酸锂沉降物，将所述碳酸锂沉降物进行过滤、洗涤、干燥，得到电池级碳酸锂。