盐湖卤水提锂技术综述
盐湖提锂技术
盐湖提锂技术盐湖提锂技术：探索能源产业的未来之路随着全球对清洁能源的追求不断加强，锂电池作为储能技术的核心组成部分，已经成为当今世界最重要的能源解决方案之一。
而盐湖提锂技术则是锂资源提取的一种重要方法。
本文将介绍盐湖提锂技术的概念、原理、发展现状以及与其相关的关键问题和前景展望。
一、盐湖提锂技术的概念和原理盐湖提锂技术，顾名思义，是指从含锂盐湖中提取锂资源的一种技术方法。
而盐湖，则是地下含有丰富锂资源的地质构造形态之一。
盐湖提锂技术的原理主要是通过在盐湖中提取锂盐的方式，将其经过一系列化学反应和物理处理过程，从而得到高纯度的锂产品。
盐湖提锂技术可以分为湖盐提锂和矿盐提锂两类。
湖盐提锂主要是从地下咸水中提取锂盐，而矿盐提锂则是通过开采含有锂矿石的矿山进行。
无论是湖盐提锂还是矿盐提锂，整个过程大致可以分为采集、提锂、提纯等阶段。
二、盐湖提锂技术的发展现状盐湖提锂技术的发展可追溯到20世纪初。
随着全球对锂的需求急速增长，尤其是锂电池的广泛应用，盐湖提锂技术逐渐成为一种重要的锂资源开采和提取方式。
在全球范围内，目前主要的盐湖提锂产地有阿根廷、智利、中国等地。
阿根廷的利夫卡尔盐湖、智利的亚塔卡马盐湖、中国的青海盐湖等是全球最重要的盐湖提锂产地。
这些地区的盐湖资源丰富，具有广阔的开发潜力。
目前，盐湖提锂技术在全球范围内得到了广泛应用和推广。
通过盐湖提锂技术，可以大规模开采锂资源，满足锂电池等产业的需求。
同时，盐湖提锂技术也能够实现对锂资源的高效利用，减少浪费和环境污染。
三、盐湖提锂技术面临的挑战和问题尽管盐湖提锂技术在锂资源开采和提取方面取得了重要进展，但也面临着一些挑战和问题。
首先，盐湖提锂技术的开发需要在环境保护方面加强工作。
盐湖提锂过程中会产生大量的废水和尾矿，其中含有大量的有害物质。
如何处理这些废水和尾矿，以减少对环境的影响，是盐湖提锂技术发展的重要课题之一。
其次，盐湖提锂技术在提取效率和成本控制方面仍有进一步提升的空间。
国内外从盐湖卤水中提锂工艺技术研究进展
前言
自然界中的锂资源主要赋存于花岗伟晶岩型矿 床、盐湖卤水、海水及地热水中。据统计, 盐湖卤水 锂资源储量约占锂资源总量的 70~ 80% , 因此盐湖 卤水提锂将成为锂盐生产的主攻方向。近年来, 智 利的阿塔卡玛( At acama) 盐湖, 美国的西尔斯( Sear2 les) 湖, 银 峰 ( Silver P eak) 湖 地 下 卤 水 和 阿 根 廷 Hombe Muert o 盐湖, 形成较强的生产能力。目前, 全球从卤水中生产的锂盐产品( 以碳酸锂计) 已占锂 产品总量的 85% 以上。
水合硫酸锂结晶沉淀法上世纪 80 年代已有专 利报导, 但所得 Li2SO4#H2O 纯度< 95% , 回收率< 76% 。近年, Jerome[5] 用 At acama 盐湖 卤水蒸发浓 缩获得两种不同组成的卤水, 混合后卤水中的硫酸 锂超过它的溶解 度, 再分三个阶段沉 淀出 Li2SO4# H2O 晶体。第一种卤水中氯化钾、光卤石和硫酸锂 饱和, 含 Mg2+ 4. 7~ 6% , Li+ 0. 8~ 1. 2% , SO24- 1. 2 ~ 4. 2% ; 第二种卤水中水氯镁石、光卤石和硫酸锂
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2006 年 10 月
世界科技研 究与发展
21 世纪青年学者论坛
饱和, Li+ 含 量 2. 5 ~ 6% , Mg2+ < 6% , SO24- < 012% 。两种卤水以三种形式混合: 一是两种卤水先 分别 预 热至 30 ~ 70 e , 在结 晶 器 中 混 合 沉 淀 出 Li2SO4#H 2O 晶体, 再进行固液分离, 洗涤; 二是直接 将两种卤水混合, 首先沉淀出光卤石, 固液分离后母 液送至另一结晶器沉淀出 Li2SO4#H2O 晶体, 再进 行过滤、洗涤; 三是先将由氯化钾、光卤石和硫酸锂 饱和的卤水冷却至 5~ 15 e 沉淀出光卤石, 分离母 液并预热至 20~ 40 e 后, 与另一种水氯镁石饱和的 卤水混合沉淀出 Li2SO4#H 2O 晶体, 再进行固液分 离, 洗涤, 流程中产生的多余母液送至蒸发池浓缩后 再返回流程, Li2SO4 #H2O 纯度可达 98. 97% , 锂的 总回收率达 73. 3% 。该方法不需另加化学原料, 较 为适合于低镁锂比的硫酸盐型盐湖卤水, 其技术关 键要获得上述两种不同组成的卤水。 1. 4 硼镁、硼锂共沉淀法
盐湖卤水提锂的研究进展
专题报告之九一．二．三．四．五．主要内容二、国内外锂资源及锂盐市场80%盐湖锂资源其它80%世界锂资源概况我国锂资源储量及分布(万t 锂)2.931.261.670.52盐湖卤水新疆－－－－盐湖卤水内蒙古－170.24－－盐湖卤水西藏453.42280.81116.9953.30全国总计16.8116.720.090.07锂云母湖南0.020.02－－锂辉石山西0.20.2－－锂辉石福建0.560.330.230.17锂云母河南31.263.4227.8425.04锂云母江西55.3538.7516.6014.88锂辉石四川50.5450.54－－地下卤水湖北295.75169.5770.56126.2盐湖卤水青海查明资源储量资源量储量基础储量主要矿物产地世界及我国主要盐湖的卤水组成％(wt)盐湖锂盐的增长趋势世界锂盐的市场13861883628637305555340096总计202421820015933136765144直接用矿石11837665428477974187734982世界合计40501788157013621030非、澳等国345321548212863107256829亚洲4624624952185842637814691欧洲3554821399147801341212432美洲2005年2000年1995年1990年1985年地区或国家23近几年锂盐价格走势图世界锂盐的市场三、我国盐湖锂的产业化现状盐湖所东台基地我国的盐湖特点目前我国盐湖锂开发的主要公司有万丈盐桥近几年柴达木盐湖盐湖开发状况四、盐湖提锂方法及研究进展茶卡盐湖沉淀法盐湖提锂 NaClNaCl+KCl NaCl 池NaCl ＋KCl LiCl 池Li 2CO 3厂H 2OH 2O H 2O 卤水 萃取除硼沉淀除镁纯碱沉锂碳酸锂产品MgCO 3+Mg(OH)2四、盐湖提锂方法及研究进展近几年沉淀法提锂的技术进展大柴旦盐湖沉淀法盐湖提锂四、盐湖提锂方法及研究进展炭化－沉淀联合法溶剂萃取法盐湖提锂溶剂萃取法优缺点新疆盐湖溶剂萃取法近几年的发展人工盐湖风景离子筛法盐湖提锂盐湖卤水交换老卤存放锂盐溶液除杂干燥锂盐产品淋洗液离子筛法盐湖提锂离子筛提锂的优缺点美丽的大盐湖五、二次锂资源的回收展望请各位批评指正谢谢！察尔汗盐湖。
盐湖卤水萃取提锂及其机理研究
盐湖卤水萃取提锂及其机理研究摘要：锂是目前已知质量最轻的金属，再加上具有某些特殊性质，因而该金属及其化合物在多个领域获得重要应用。
本文基于盐湖卤水萃取提锂与相关的机理进行研究，先是介绍了盐湖锂资源概况，然后分析了盐湖卤水提锂方法，最后在实验的基础上讨论了溶剂萃取法的应用，以期为业内人士提供有益参考。
关键词：青海察尔汗盐湖卤水萃取提锂机理1.盐湖锂资源概况我国盐湖资源较为丰富，且类型多样，主要分布在四个省区，一是青海，二是新疆，三是西藏，四是内蒙古。
国内锂含量较高的盐湖卤水主要分布在青海省的柴达木盆地盐湖，如察尔汗盐湖、一里坪盐湖以及大柴旦盐湖等，储量丰富，具有理想的开采价值，开采得当可以创造极大的经济价值和社会效益[1]。
青海察尔汗盐湖锂储量及化学组分（重量%）信息如下：Na2.37、K1.25、Mg4.89、Li0.0031、Ca0.051、SO2-40.44、Cl18.8、B0.0087、Mg/Li1577.4/1，LiCl储量（万t）995。
2.盐湖卤水提锂方法2.1铝酸盐沉淀法铝酸盐沉淀法的原理是，利用CO2碳化分解铝酸钠获得Al（OH）3，再将该产物按照铝锂13到15加入提硼元处理后的卤水，从而实现沉锂出镁的效果。
将制取的铝锂沉淀物置于350℃的高温下连续焙烧30min，接下来用水于室温环境下浸取，从而使沉淀物中铝锂发生有机分离。
在石灰乳和纯碱的帮助下，将钙和镁等杂质有效除去，蒸发浓缩处理之后，加入碳酸钠溶液，置于95℃温度下反应，得到碳酸锂，可将锂的回收率控制在87%以上。
进行相应的洗涤烘干处理，Li2CO3产品纯度较为理想，能够符合工业一级品标准[2]。
2.2溶剂萃取法溶剂萃取法可实现对碱金属以及碱土金属的理想分离，在盐湖提锂领域有着良好应用前景。
现阶段，在研究萃取剂以及萃取体系时，研究重点主要包括醇、酮、有机磷类、冠醚类等领域。
青海察尔汗盐湖卤水具有较高的镁锂比，因而适宜采用含有FeCl3的有机磷类萃取体系。
盐湖提锂技术
盐湖提锂技术第一篇：盐湖提锂技术1. 简介盐湖提锂技术是一种将盐湖卤水中的锂含量进行提取的技术。
盐湖卤水主要存在于地下盐湖形成的地质环境中，同时含有锂、钾、钠、镁等多种元素。
从盐湖卤水中提取锂的技术被认为是目前锂资源最优化、低成本、环保的开发方式。
2. 盐湖卤水中的锂盐湖卤水中的锂主要以氯化锂的形式存在，占锂总含量的90%以上。
而磷酸锂、硫酸锂等其他锂化合物则只占锂总含量的10%左右。
3. 盐湖提锂技术开发历程盐湖地区的锂资源发现早，但是开始开采较晚。
最早使用盐湖提锂技术的国家是美国，早在1940年代就开始在加利福尼亚、内华达等地进行盐湖提锂开采。
早期的技术主要是采用氯化物热分解、溶浸萃取等方法，这些方法耗水量大、产出低、成本高、污染大等问题让人不满意。
经过不断的改进和技术创新，盐湖提锂技术逐渐趋向成熟。
目前，盐湖提锂技术已经成为全球锂资源开发的主要方式之一，南美利亚和澳大利亚的大型锂矿场也使用盐湖提锂技术。
4. 盐湖提锂技术流程盐湖提锂技术主要包括盐湖注水、温度、pH值、浓差、晒干、萃取、电积和脱水等步骤。
(1) 盐湖注水利用井房打入淡水以保证盐湖水平面不下降，保证卤水稳定性。
(2) 温度和pH值控制卤水通常需要加热，以加速水的蒸发和产生化学反应。
同时，控制pH值可以防止电离作用产生的正浮游粒子对提取过程的干扰。
(3) 浓差卤水在相应的盐池中晒干，使其成分浓缩，提高锂含量。
(4) 萃取将浓缩后的卤水通过萃取器提取，使得锂离子与萃取剂相结合，然后用水洗去萃取剂和非锂元素(如钠、钾等)。
(5) 电积分离将已经被提取出来的锂离子通过电积分离的方式与金属结合成为纯锂。
(6) 脱水最后通过蒸发等方式将锂加工成为各种锂化合物产品，用于电池、玻璃制品、陶瓷等领域。
5. 盐湖提锂技术的优势与其他锂矿开采方式相比，盐湖提锂技术具有如下优势：(1) 相对低的成本盐湖提锂的开采成本相对较低，主要原因是卤水本身就是天然资源，不需要进行炉渣、浮选等相关的设备和矿石处理费用。
国内盐湖卤水提取碳酸锂生产工艺及现状
国内盐湖卤水提取碳酸锂生产工艺及现状
中国盐湖产的碳酸锂在国内乃至世界都具有较高的地位，其成本优势明显。
越来越多的企业得益于盐湖提取碳酸锂的生产工艺，从而提高碳酸锂材料的性能和利用效率。
一、盐湖提取碳酸锂的基本原理
碳酸锂提取的主要原理是将碳酸锂从盐湖水中提取出来，并利用电解的方法来把碳酸锂转化成固体充电极材料。
此过程可以分为三步：电解析出碳酸锂，甲醇空气与碳酸锂放电，过滤把脱水凝胶过滤出来，最后称重得到碳酸锂粉末。
二、盐湖提取碳酸锂的优势
1. 碳酸锂价格更便宜：相比传统碳酸锂工艺，盐湖提取碳酸锂的价格更便宜，主要在于电解液的制备成本更低；
2. 生产周期显著缩短：mainly in that the preparation of electrolyte is much shorter than that of traditional carbon dioxide;
3. 环境法规较为宽松：通常情况下，盐湖提取碳酸锂技术需要非常轻微的环境保护措施，碳酸锂废弃物也比传统碳酸锂生产工艺更容易处理；
4. 低耗水：盐湖提取碳酸锂工艺十分节能，且其生产不但不污染环境，而且还大大减少了水的消耗。
三、盐湖提取碳酸锂的现状
目前，中国盐湖提取碳酸锂的新技术和新工艺已经实现了大规模的应用，这是由于低成本的优势。
国内几家大型碳酸锂生产企业都采用了盐湖提取碳酸锂的工艺，拥有一定的生产规模。
此外，由于技术成熟，碳酸锂产品质量也得到了很大提高。
鉴于盐湖提取碳酸锂的优势，该技术有望进一步扩大，以满足国内外对碳酸锂的不断增长的市场需求。
盐湖膜法提锂
盐湖膜法提锂
盐湖膜法提锂是一种从盐湖卤水中提取锂的技术。
该技术利用膜分离技术，通过选择透过性膜将卤水中的锂离子与其他离子分离，从而实现锂的提取和浓缩。
盐湖膜法提锂的核心是膜分离技术，通常使用的膜包括纳滤膜、反渗透膜等。
这些膜具有特定的孔径和选择透过性，可以选择性地让锂离子通过，而将其他离子和杂质留在膜的一侧。
通过不断地过滤和浓缩，最终可以得到高浓度的锂溶液。
盐湖膜法提锂技术具有许多优点，例如提取效率高、成本低、环境友好等。
与传统的盐湖提锂方法相比，膜法提锂可以减少化学试剂的使用，降低对环境的影响，同时也可以提高锂的提取效率和纯度。
然而，盐湖膜法提锂技术也存在一些挑战，例如膜的寿命和稳定性、膜污染等问题。
此外，盐湖卤水中的杂质和离子种类复杂，也会对膜分离技术的效果产生影响。
因此，需要不断地进行技术创新和改进，以提高膜法提锂的效率和稳定性。
青海某盐湖卤水提取碳酸锂工艺技术的探讨
青海某盐湖卤水提取碳酸锂工艺技术的探讨青海是中国西部一个以盐湖资源闻名的省份，盐湖中富含碳酸锂。
碳酸锂是一种重要的工业原料，广泛应用于锂电池、催化剂、玻璃陶瓷等领域。
因此，如何高效提取出盐湖中的碳酸锂成为了青海盐湖开发利用的重要课题之一。
在青海盐湖卤水提取碳酸锂的工艺技术方面，目前主要有蒸发结晶法、溶剂萃取法、离子交换法和膜分离法等多种方法。
这些方法各有优劣，下面将对各种方法进行探讨。
蒸发结晶法是目前应用最广泛的提取碳酸锂的方法。
该方法的原理是利用卤水中碳酸锂溶解度随温度变化的特点，通过升温和再降温的过程，使碳酸锂从卤水中析出。
这种方法具有工艺简单、设备投资小和生产成本低的优点，但是存在浓缩倍数低、能耗较高的问题。
溶剂萃取法是利用有机溶剂从卤水中萃取出碳酸锂的方法。
这种方法的原理是利用有机溶剂与卤水中的碳酸锂形成络合物，通过相分离实现碳酸锂的提取。
这种方法具有提取效率高、产品纯度高的优点，但存在溶剂选择和再生成本高的问题。
离子交换法是通过固定相和流动相中锂离子之间的离子交换作用实现碳酸锂提取的方法。
这种方法的原理是利用具有特定功能基团的阳离子交换树脂将卤水中的锂离子吸附，并通过洗脱流动相来实现碳酸锂的提取。
这种方法具有操作简便、设备投资少的优点，但存在吸附容量有限、再生效果差的问题。
膜分离法是利用具有特定孔径和特殊材料的膜实现卤水中的碳酸锂离子的选择性分离的方法。
这种方法的原理是利用膜材料的渗透性和选择性，将碳酸锂离子从卤水中分离出来。
这种方法具有能耗低、技术成熟的优点，但存在膜材料选择和寿命问题。
综合考虑以上各种方法的优缺点，青海盐湖卤水提取碳酸锂的工艺技术可以采用蒸发结晶法与溶剂萃取法相结合的方式。
首先，通过蒸发结晶法将卤水浓缩，提高碳酸锂的浓度；然后，采用溶剂萃取法进一步提取卤水中的碳酸锂；最后，通过蒸发结晶法将溶剂中的碳酸锂沉淀出来，得到纯碳酸锂产品。
在工艺技术的实施过程中，还需要考虑环境保护和资源利用的问题。
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盐湖卤水提锂技术文献综述1、从盐湖卤水中提取碳酸锂得生产工艺早期得锂盐大都从矿石中提取,但随着高品位锂矿石得不断减少与矿石提锂得成本不断提高,盐湖提锂逐渐引起人们得关注。
盐湖提锂就是从上个世纪70年代开始研发,到90年代国外公司在盐湖提锂技术上取得了突破,盐湖资源得到综合利用,经核算后,其碳酸锂得生产成本大大低于矿石提锂,推动了盐湖提锂得发展。
目前盐湖提锂得生产工艺主要有溶剂萃取法、沉淀法、吸附法、煅烧浸取法、碳化法与电滲析法等。
1、1溶剂萃取法溶剂萃取技术就是利用锂离子在液相与有机相中分配比不同而使锂离子得到纯化或浓缩。
因为锂离子得水合能力很强,因此在萃取时通常要加入盐析剂来降低锂离子得水合能力。
从卤水中萃取锂得体系可以分为单一萃取体系与协同萃取体系。
最典型得萃取体系就是磺化煤油萃取体系,其基本原理如下:FeCl3+Cl-=FeCl4- (1-1)2TBP + Li+ + FeCl4-= LiFeCl4·2TBP (萃取) (1-3)LiFeCl4·2TBP +HCl = HFeCl4·2TBP+LiCI (反萃) (1-4) 式中FeCl3为络合剂;TBP为萃取剂;HCl为反萃剂,浓度为6-9mol/L。
通过多级萃取、反萃,得到氯化锂溶液,除杂浓缩后用碳酸钠沉锂制取碳酸锂。
➢此方法得优点就是锂萃取率高,镁锂分离效果好,可以从高镁/锂比盐湖卤水中提取碳酸锂,并且在工艺上可行;➢其缺点就是萃取剂价格昂贵且损失严重,萃取过程中需处理得卤水量大,设备腐烛较大,在生产过程中容易对盐湖与周边地区造成污染。
1、2沉淀法沉淀法就是向卤水中加入沉淀剂制备碳酸锂得方法,主要包括碳酸盐沉淀法、铝酸盐沉淀法与硼锂共沉淀法。
(1)碳酸盐沉淀法:碳酸盐沉淀法从卤水中提取碳酸锂己经实现了工业化应用,其工艺方法就是先将卤水蒸发浓缩,再经酸化脱硼,然后除去剩余得钙镁等杂质离子,最后加入碳酸钠沉淀析出碳酸锂。
美国Minsal公司首先应用此方法开发Atacama盐湖,其生产工艺流程如图1-1所示。
该工艺主要处理镁含量较低得卤水,处理高镁/锂比卤水耗碱量过大。
经过近些年不断得改进,该方法已成为从镁含量较低得卤水中提取锂盐得主要方法。
近年来,已有将该方法用于从高镁/锂比水中提锂得相关报道:首先将盐湖晶间卤水进行自然蒸发浓缩,先析出部分氯化钠;然后继续蒸发浓缩,析出氯化钾与剩余得氯化钠;再加入沉淀剂除镁、钙等离子,液固分离后将滤液LiCl浓度浓缩至100g/L以上,最后以碳酸钠为沉淀剂,使锂以碳酸锂得形式析出。
➢该工艺优点就是可操作性强,利用日晒浓缩,既有利于降低能耗,又便于实现工业化;➢缺点就是流程较长,锂得收率不高。
(2)铝酸盐沉淀法该方法得基本原理:Al(0H)3+LiCl+nH20=LiCl·Al(0H)3、nH20 (沉淀锂) (1-4) LiCl·Al(0H)3、nH20 +H20 = xLiCl+(1-x)LiCl· Al(0H)3· (n+l) H2O (洗脱锂)(1-5) LiCl·Al(0H)3、nH20 为固体不溶物,青海大柴旦盐湖利用此方法生产碳酸锂,其工艺流程如图1-2所示,按铝锂质量比13-15配比加入A1(0H)3。
➢铝酸盐沉淀法得优点就是锂沉淀率与镁分离率高,产品碳酸锂纯度较好;➢其主要缺点就是淡水与碳酸钠消耗量大、能耗高、工序较多、周期较长。
(3)硼锂共沉淀法硼锂共沉淀法得关键就是控制卤水得酸性环境,通过加入沉淀剂使硼锂共沉淀,然后通过水浸使硼锂分离,其工艺流程如图1-3所示。
该工艺锂得收率到75%-85%,碳酸锂产品达工业一级,具有镁锂分离效果好、易于工业化等优点,为硫酸亚镁型盐湖资源得综合利用提供了新方法。
1、3吸附法吸附法就是利用对锂离子有选择性吸附得吸附剂来吸附锂,再将锂离子洗脱下来,达到使锂离子与其她离子分离得目得。
对于高镁/锂比盐湖卤水,吸附法与其她方法相比有较大得优越性。
此法工艺简单,选择性好,锂回收率高。
吸附法得关键就是制备性能优异得吸附剂,它一方面要求吸附剂具有优良得选择性,能排除卤水中大量共存得碱金属与碱土金属离子得干扰;另一方面还要求吸附剂吸附/洗脱性能稳定,制备简单,价格便宜,能大规模操作使用,并且对环境无污染。
根据吸附剂种类可以把吸附法分为有机离子吸附法与无机离子吸附法。
有机离子吸附法即利用有机离子树脂直接从卤水中吸附锂。
青海钾肥厂用何氏HF树脂对晒光炉石后得老卤进行中型实验,结果表明此工艺成本过高,应用前景小。
无机离子吸附法就是依靠无机离子吸附剂对锂离子特定得记忆效应与选择性,主要包括无定型氢氧化物吸附剂、层状吸附剂与离子筛型吸附剂。
(1)无定型氢氧化物吸附剂无定型氧氧化物吸附剂得表面富含大量羟基,表面轻基容易与溶液中阳离子形成配合物,其吸附机理如下:M-OH + Li ++ OH—= Li-O-M + H2O (1 -6)其中M为金属氧化物。
该类吸附剂吸附能力得大小由其表面羟基数目决定,但吸附得Li+洗脱较困难。
(2)层状吸附剂这类吸附剂一般为+4价金属得酸式盐,比如磷酸盐与砷酸盐。
吸附剂对锂离子得选择性与层间距大小成反比,层间距越小,其对锂离子得选择性越好。
其中,砷酸钍得层间距与锂离子半径大小最相近,锂离子能自由嵌入其内部置换氢,其她离子则被阻隔在晶体外部而不能被吸附,从而实现将锂离子与其她离子得分离。
但砷酸钍有毒,制约了其得应用范围。
(3)离子筛型吸附剂离子筛型吸附剂就是上世纪70年代由前苏联人发现得,近些年来,日本、中国等专家学者对其进行了一系列得研究。
预先将目得离子导入在无机化合物中,使得两者发生反应生成复合氧化物,在不改变晶体结构得前提下将目得离子抽取出来,从而得到具有规则空隙得无机化合物,这种无机化合物对原导入得离子有筛分与记忆作用,这种作用被称为“离子筛效应”。
从卤水中提锂得离子筛有γ-Mn02、二氧化钛、锑酸盐、磷酸盐与铝酸盐等目前,研究最多得就是尖晶石型锰系离子筛,主要包括γ-Mn02、MnO2·0、31H2O。
由于离子筛型吸附剂通常为粉末状,不利于其工业化应用,此很多学者都在探讨粉状离子筛造粒与成膜得方法。
适用于柱操作得粒状吸附剂通常通过有机高分子材料得交联作用来制备,具体方法包括:聚合法、直接粘合法与喷雾造粒法。
其中,聚合法就是最理想得造粒方法,它既能保持粉状吸附剂原有得特性又具有颗粒强度大、透过性好与溶损低等优点。
目前,对于膜状锂吸附剂制备得报道不就是很多,但Umeno等人用N,N-二甲基酰胺将PVC溶解,将其作为粘合剂把锂锰氧化物制成薄膜,酸洗后得到膜吸附剂。
将该吸附剂在海水中吸附锂,成型前最高锂吸附量为16、14mg/g,成型后吸附量为4、79mg/g,但其溶损较小,表明膜状吸附剂一样具有很好得发展前景。
➢从经济与环境角度考虑,离子筛型吸附法比其它方法更有优势:工艺简单、选择性高、环境友好,更适合于从高镁锂比得卤水中提取锂,具有发展前景。
➢从应用角度瞧,吸附剂大多造粒困难,流动性与渗透性较差,通过粘结剂造粒会使吸附剂亲水性、孔隙率、交换速率、选择性与吸附能力下降;此外,目前吸附性较好得无机离子筛吸附剂大多由水热法合成,受设备限制产量小、成本高,还未能实现工业化生产。
1、4碳化法碳化法就是依据碳酸氧锂在水中溶解度高得特性,其工艺流程如图1-4所示。
该方法就是在处理高镁/锂比得硫酸亚镁型盐湖卤水提出得新方法。
硫酸亚镁型卤水经盐田自然蒸发析出钾镁混盐,酸化脱硼后向老卤中添加过量沉淀剂,使锂、镁以碳酸盐、磷酸盐、氨氧化物或草酸盐得形式沉淀下来,将沉淀物焙烧分解后用水浸出,再通过酸化或碳化得方法,使得锂以碳酸氧锂得形式进入溶液,然后用碳酸钠沉锂得方式制备碳酸锂。
1、5煅烧法煅烧法就是以提硼后得含锂水氯镁石饱与卤水为原料,通过喷雾干燥得到含锂氯化镁,经高温煅烧得含锂氧化镁,然后经过水洗,水洗液除杂、浓缩后加入碳酸钠沉淀析出碳酸锂,其工艺流程如图1-5所示。
➢这种方法得优点就是在生产碳酸锂得同时并获得副产品镁砂,资源综合利用水平高,原料消耗少;➢这种方法得缺点就是设备腐烛严重,蒸发量大、动力消耗大。
1、6盐析法盐析法就是将盐湖饱与氯化镁卤水提硼后,通过冷冻蒸发,获得含LiCI为6%~7%得浓缩卤水,除硼净化后,得到锂镁氯化物得水盐溶液,利用LiCI与MgCl2在HCI水溶液中溶解度得不同,用HCI盐析MgCI2提取LiCI。
➢该法虽然在技术上可行,但工艺过程要在封闭条件下进行,锂得总回收率低,实际应用还有困难。
1、7选择性半透膜法该方法通过物理手段进行提锂,就是绿色得工艺技术,也就是盐湖提锂得一个新得研究方向。
该工艺就是将含有理盐得卤水通过一级或多级电渗析器,利用一价选择性离子交换膜进行循环(连续式、连续部分循环式或批量循环式)浓缩锂,获得富锂低镁卤水。
然后通过深度除杂、精制浓缩,便可制得Li2CO3或LiCI。
此方法可使Li+得回收率在80%以上,多价阴阳离子得脱除率在95%以上,分离浓缩得到得富锂卤水(Mg2+/Li+)重量比为0、3:1~10:1,含Li+浓度2~20g/L。
➢但目前该方法成本较高,还不能实现工业化。
2、纳滤技术方案说明纳滤膜得研究始于20世纪70年代,就是由反渗透膜发展起来得,早期称为“疏松得反渗透膜(Loose Reverse Osmosis Membrane)”,将介于反渗透与超滤之间得膜分离技术称为“杂化过滤(Hybrid Filtration)”。
直到20世纪90年代,才统一称为纳滤膜(Nanofiltration)。
纳滤膜作为一种新型得分离膜,具有以下得特点:(1)具有纳米级孔径。
纳滤膜得相对截留分子量(Molecular Weight Cut-Off,MWCO)介于反渗透膜与超滤膜之间,约为200～2000;(2)纳滤膜对无机盐有一定得脱除率,大多数纳滤膜就是复合膜,其表皮层由聚电解质构成,膜得分离性能与原料液得pH值之间有较强得依赖关系。
对不同价态离子截留效果不同:对单价离子得截留率低,对二价与多价离子得截留率明显高于单价离子。
对阴离子得截留率按下列顺序递增:NO3-,Cl－,OH－,SO4－,CO3－对阳离子得截留率按下列顺序递增:H,Na,K,Mg,Ca,Cu。
对离子截留受共离子影响:在分离同种离子时,共离子价数相等,共离子半径越小,膜对该离子得截留率越小,共离子价数越大,膜对该离子得截留率越高。
(3)对疏水型胶体、油、蛋白质与其它有机物有较强得抗污染性,相比于反渗透,纳滤具有操作压力低、水通量大得特点,纳滤膜得操作压力一般低于1MPa,故有“低压反渗透”之称,操作压力低使得分离过程动力消耗低,对于降低设备得投资费用与运行费用就是有利得。