一種分離鹽湖老鹵中鎂鋰的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的分離鹽湖老鹵中鎂鋰的方法，首先熱解鹽湖老鹵得到不完全熱解氯化鎂，將所述不完全熱解氯化鎂用水均勻攪拌制成鎂水泥制品，將所述鎂水泥制品于水中浸泡，得到含鋰溶液，將所述含鋰溶液經(jīng)過濃縮后用碳酸鈉沉淀得到碳酸鋰，本發(fā)明利用鹽湖老鹵在400℃-800℃脫水分解成氧化鎂和氯化氫在此條件下氯化鋰不分解，因此鋰鹽易溶于水進(jìn)入溶液而氧化鎂和未分解的氯化鎂全部進(jìn)入鎂水泥相，達(dá)到鎂鋰分離鹽湖老鹵綜合利用的目的，工藝簡單。
【專利說明】一種分離鹽湖老南中鎂鋰的方法
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及本發(fā)明屬于鹽湖老鹵綜合利用的方法，尤其涉及一種分離鹽湖老鹵中鎂鋰的方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]鋰是一種重要的戰(zhàn)略性資源，應(yīng)用十分廣泛。主要用于玻璃、陶瓷和鋰電池等領(lǐng)域。由于鋰離子電池能量高，重量輕，已經(jīng)成為航空航天活動的重要組成部分。碳酸鋰作為一種最重要的鋰鹽之一，其需求量隨著全球經(jīng)濟(jì)的增長不斷增加，價(jià)格也一路上揚(yáng)，在全球鋰電池市場增長的強(qiáng)勁帶動下，鋰電池新材料市場穩(wěn)步成長，國際市場對碳酸鋰的需求每年平均遞增5%?6%。
[0003]我國是鋰資源大國，已探明的鋰礦資源工業(yè)儲量位居全球第二，但其中鹵水鋰占總儲量的79%，且主要分布于青海和西藏的鹽湖中。我國的固體鋰礦資源隨著礦石品位的下降，生產(chǎn)成本急劇上升，已嚴(yán)重制約了鋰鹽企業(yè)的生產(chǎn)與發(fā)展，有的鋰鹽生產(chǎn)企業(yè)已關(guān)停。上世紀(jì)90年代，我國是鋰鹽出口國，而目前，工業(yè)所需碳酸鋰等鋰鹽已不得不大量進(jìn)口，來滿足國內(nèi)鋰鹽工業(yè)發(fā)展的市場需求。國內(nèi)有關(guān)單位的科技人員對青海等地鹽湖鹵水中鋰的提取工藝進(jìn)行了大量的研究和不懈的努力，已有所突破，但仍存在工藝不成熟，生產(chǎn)成本高等弊病。
[0004]由于鹽湖鹵水鋰資源儲量約占鋰資源總量的70?80%，因此鹽湖鹵水提鋰已成為鋰鹽生產(chǎn)的主要手段。。
[0005]總的來說，國內(nèi)外從鹽湖鹵水中提取分離鋰鹽的工藝，歸納起來，主要有蒸發(fā)結(jié)晶法、沉淀法、萃取法、離子交換吸附法、煅燒浸取法、許氏法和電滲析法等。其中沉淀法、萃取法、離子交換吸附法和碳化法研究得廣泛深入，是主要的鹽湖鹵水提鋰方法，從鹵水中提取鋰鹽最終產(chǎn)品一般都是碳酸鋰。
[0006]沉淀法:沉淀法從鹽湖鹵水中提鋰包括碳酸鹽沉淀法、水合硫酸鋰結(jié)晶沉淀法等方法。碳酸鹽沉淀法從鹽湖鹵水中提鋰是最早研究并已在工業(yè)上應(yīng)用的方法，該方法是將工業(yè)純堿加入濃縮的鹽湖鹵水中使鋰以碳酸鋰形式析出。此法適宜于低鎂鋰比的鹽湖鹵水提鋰。美國西爾斯湖、銀峰鋰礦及智利阿塔卡瑪鹽湖都采用此方法開發(fā)Li2C03產(chǎn)品。水合硫酸鋰結(jié)晶沉淀法上世紀(jì)80年代已有文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，但所得Li2S04.H20純度〈95%，回收率〈76%。最近,有人用Atacama鹽湖鹵水蒸發(fā)濃縮獲得兩種不同組成的鹵水，混合后鹵水中的硫酸鋰超過它的溶解度，再分三個(gè)階段沉淀出Li2S04.H20晶體。Li2S04.H20純度可達(dá)98.97%，鋰的總回收率達(dá)73.3%。該方法不需另加化學(xué)原料，較為適合于低鎂鋰比的硫酸鹽型鹽湖鹵水，不適合從高鎂鋰比鹽湖鹵水中提鋰。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中制備分離鹽湖老鹵中鎂鋰工藝復(fù)雜、產(chǎn)量低等缺陷，提供一種工藝簡單、成本低的分離鹽湖老鹵中鎂鋰的方法。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0009]一種分離鹽湖老鹵中鎂鋰的方法，包括下述步驟:
[0010]步驟S110:熱解鹽湖老鹵得到不完全熱解氯化鎂；
[0011]步驟S120:將所述不完全熱解氯化鎂用水均勻攪拌制成鎂水泥制品；
[0012]步驟S130:將所述鎂水泥制品于水中浸泡，得到含鋰溶液；
[0013]步驟S140:將所述含鋰溶液經(jīng)過濃縮后用碳酸鈉沉淀得到碳酸鋰。
[0014]在本發(fā)明提供的實(shí)施例中，步驟S110中，所述鹽湖老鹵為鹽湖生產(chǎn)鉀肥、提硼后的母液。
[0015]在本發(fā)明提供的實(shí)施例中，步驟S110中，所述熱解的裝置為噴霧熱解爐、回轉(zhuǎn)熱解爐、流態(tài)化熱解裝置、旋流熱解爐。
[0016]在本發(fā)明提供的實(shí)施例中，步驟S110中，所述熱解的溫度為200°C _600°C。
[0017]在本發(fā)明提供的實(shí)施例中，步驟S110中，所述不完全熱解氯化鎂中的氯化鎂的分解率在60%?90%之間。
[0018]在本發(fā)明提供的實(shí)施例中，步驟S130中，所述含鋰溶液中鋰離子浸出率在95%以上。
[0019]在本發(fā)明提供的實(shí)施例中，步驟S130中，所述鎂水泥制品和水的質(zhì)量比為1:1-1:2。
[0020]采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果在于:
[0021]本發(fā)明上述實(shí)施例提供的分離鹽湖老鹵中鎂鋰的方法，首先熱解鹽湖老鹵得到不完全熱解氯化鎂，將所述不完全熱解氯化鎂用水均勻攪拌制成鎂水泥制品，將所述鎂水泥制品于水中浸泡，得到含鋰溶液，將所述含鋰溶液經(jīng)過濃縮后用碳酸鈉沉淀得到碳酸鋰，本發(fā)明利用鹽湖老鹵在400°C -800°C脫水分解成氧化鎂和氯化氫在此條件下氯化鋰不分解，因此鋰鹽易溶于水進(jìn)入溶液而氧化鎂和未分解的氯化鎂全部進(jìn)入鎂水泥相，達(dá)到鎂鋰分離鹽湖老鹵綜合利用的目的，工藝簡單。
[0022]另外，本發(fā)明充分利用了鹽湖鉀肥生產(chǎn)企業(yè)無法利用的最終產(chǎn)物老鹵，使老鹵得到了有效的綜合利用，不僅減少了對鉀肥企業(yè)后續(xù)生產(chǎn)的影響而且可以為鉀肥生產(chǎn)企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0023]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的分離鹽湖老鹵中鎂鋰的方法的步驟流程圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0024]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0025]請參閱圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的分離鹽湖老鹵中鎂鋰的方法的步驟流程圖，從圖1中可見，分離鹽湖老鹵中鎂鋰的方法包括下述步驟:
[0026]步驟S110:熱解鹽湖老鹵得到不完全熱解氯化鎂；
[0027]優(yōu)選地，所述鹽湖老鹵為鹽湖生產(chǎn)鉀肥、提硼后的母液。
[0028]優(yōu)選地，所述熱解的裝置為噴霧熱解爐、回轉(zhuǎn)熱解爐、流態(tài)化熱解裝置、旋流熱解爐。
[0029]優(yōu)選地，所述熱解的溫度為200°C -600°C。
[0030]優(yōu)選地，所述不完全熱解氯化鎂中的氯化鎂的分解率在60%?90%之間。
[0031]步驟S120:將所述不完全熱解氯化鎂用水均勻攪拌制成鎂水泥制品；
[0032]可以理解，上述不完全熱解氯化鎂與水的質(zhì)量比尤為重要，不完全熱解氯化鎂用水拌合嚴(yán)格按照氯化鎂的分解率、所得氧化鎂的活性和鎂水泥的配比進(jìn)行鎂水泥制品的加工，實(shí)際中，只需要根據(jù)熱解產(chǎn)物中的氯化鎂和氧化鎂的含量而定，只需要加入的水量能夠使得熱解產(chǎn)物經(jīng)攪拌成型即可。
[0033]步驟S130:將所述鎂水泥制品于水中浸泡，得到含鋰溶液。
[0034]優(yōu)選地，所述鎂水泥制品和水的質(zhì)量比為1:1-1: 2。
[0035]可以理解，上述步驟中鎂水泥制品泡水的目的之一是將鎂水泥制品中的活性氧化續(xù)完全轉(zhuǎn)化為續(xù)水泥相，從而提聞續(xù)水泥制品的性能。
[0036]另一方面，上述步驟中鎂水泥制品泡水的目的之二將鎂水泥制品中的鋰由固相完全進(jìn)入液相達(dá)到鎂鋰分離的目的，優(yōu)選地，所述含鋰溶液中鋰離子浸出率在95%以上。
[0037]可以理解，浸泡時(shí)間是根據(jù)不同的鎂水泥制品而確定，表面積大的浸泡時(shí)間短，不同填充物的鎂水泥制品浸泡時(shí)間有所不同，關(guān)鍵是不能影響鎂水泥制品的強(qiáng)度，不影響鎂水泥制品的使用性能。
[0038]步驟S140:將所述含鋰溶液經(jīng)過濃縮后用碳酸鈉沉淀得到碳酸鋰。
[0039]本發(fā)明上述實(shí)施例提供的分離鹽湖老鹵中鎂鋰的方法，首先熱解鹽湖老鹵得到不完全熱解氯化鎂，將所述不完全熱解氯化鎂用水均勻攪拌制成鎂水泥制品，將所述鎂水泥制品于水中浸泡，得到含鋰溶液，將所述含鋰溶液經(jīng)過濃縮后用碳酸鈉沉淀得到碳酸鋰，本發(fā)明利用鹽湖老鹵在400°C -800°C脫水分解成氧化鎂和氯化氫在此條件下氯化鋰不分解，因此鋰鹽易溶于水進(jìn)入溶液而氧化鎂和未分解的氯化鎂全部進(jìn)入鎂水泥相，達(dá)到鎂鋰分離鹽湖老鹵綜合利用的目的，工藝簡單。
[0040]另外，本發(fā)明充分利用了鹽湖鉀肥生產(chǎn)企業(yè)無法利用的最終產(chǎn)物老鹵，使老鹵得到了有效的綜合利用，不僅減少了對鉀肥企業(yè)后續(xù)生產(chǎn)的影響而且可以為鉀肥生產(chǎn)企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益。
[0041]以下通過實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，這些實(shí)施例僅用于舉例說明的目的，并沒有限制本發(fā)明的范圍。除注明的具體條件外，實(shí)施例中的試驗(yàn)方法均按照常規(guī)條件進(jìn)行。
[0042]實(shí)施例1
[0043]鹽湖老鹵泵入熱解裝置，熱解溫度400°C，停留時(shí)間90min，得到不完全熱解產(chǎn)品，分析其中氯化鎂分解率60%，加一定量的鋸末用水拌成糊狀在2X2X2模具中成型，脫模后泡水一天，鋰離子的浸出率為96%，七天后側(cè)鎂水泥強(qiáng)度為20MPa。
[0044]實(shí)施例2
[0045]鹽湖老鹵泵入熱解裝置，熱解溫度550°C，停留時(shí)間20min，得到不完全熱解產(chǎn)品，分析其中氯化鎂分解率70%，加一定量的鋸末用水拌成糊狀在2X2X2模具中成型，脫模后泡水兩天，鋰離子的浸出率為97%，七天后測鎂水泥強(qiáng)度為22MPa。
[0046]實(shí)施例3
[0047]鹽湖老鹵泵入熱解裝置，熱解溫度650°C，停留時(shí)間lOmin，得到不完全熱解產(chǎn)品，分析其中氯化鎂分解率85%，加一定量的鋸末用水拌成糊狀在2X2X2模具中成型，脫模后泡水三天，鋰離子的浸出率為95%，七天后測鎂水泥強(qiáng)度為20MPa。
[0048]實(shí)施例4
[0049]鹽湖老鹵泵入熱解裝置，熱解溫度800°C，停留時(shí)間2min，得到不完全熱解產(chǎn)品，分析其中氯化鎂分解率90 %，加一定量的海藻用水拌成糊狀在2 X 2 X 2模具中成型，脫模后泡水五天，鋰離子的浸出率為100%，七天后側(cè)鎂水泥強(qiáng)度為20MPa。
[0050]實(shí)施例5
[0051]鹽湖老鹵泵入熱解裝置，熱解溫度800°C，停留時(shí)間2min，得到不完全熱解產(chǎn)品，分析其中氯化鎂分解率90 %，加一定量的河沙用水拌成糊狀在2 X 2 X 2模具中成型，脫模后泡水五天，鋰離子的浸出率為98%，七天后側(cè)鎂水泥強(qiáng)度為30MPa。
[0052]實(shí)施例6
[0053]鹽湖老鹵泵入熱解裝置，熱解溫度800°C，停留時(shí)間2min，得到不完全熱解產(chǎn)品，分析其中氯化鎂分解率90%，加一定量的鋸末并加一定量發(fā)泡劑，用水拌成糊狀在2X2X2模具中成型，脫模后泡水五天，鋰離子的浸出率為100%，七天后側(cè)鎂水泥強(qiáng)度為19MPa。
[0054]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種分離鹽湖老鹵中鎂鋰的方法，其特征在于，包括下述步驟: 步驟SllO:熱解鹽湖老鹵得到不完全熱解氯化鎂； 步驟S120:將所述不完全熱解氯化鎂用水均勻攪拌制成鎂水泥制品； 步驟S130:將所述鎂水泥制品于水中浸泡，得到含鋰溶液； 步驟S140:將所述含鋰溶液經(jīng)過濃縮后用碳酸鈉沉淀得到碳酸鋰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離鹽湖老鹵中鎂鋰的方法，其特征在于，步驟SllO中，所述鹽湖老鹵為鹽湖生產(chǎn)鉀肥、提硼后的母液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離鹽湖老鹵中鎂鋰的方法，其特征在于，步驟SllO中，所述熱解的裝置為噴霧熱解爐、回轉(zhuǎn)熱解爐、流態(tài)化熱解裝置、旋流熱解爐。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離鹽湖老鹵中鎂鋰的方法，其特征在于，步驟SllO中，所述熱解的溫度為200°C -600°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離鹽湖老鹵中鎂鋰的方法，其特征在于，步驟SllO中，所述不完全熱解氯化鎂中的氯化鎂的分解率在60%?90%之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離鹽湖老鹵中鎂鋰的方法，其特征在于，步驟S130中，所述含鋰溶液中鋰離子浸出率在95%以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離鹽湖老鹵中鎂鋰的方法，其特征在于，步驟S130中，所述鎂水泥制品和水的質(zhì)量比為1:1-1:2。
【文檔編號】C04B9/02GK104355559SQ201410554977
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】都永生, 周園, 李翔, 孫慶國, 韓繼龍, 李明珍 申請人:中國科學(xué)院青海鹽湖研究所