專利名稱：從鹽水中回收鋰的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及從鹽水中回收鋰的方法。特別是，本發(fā)明涉及從鹽水中回收有價值的 鋰和鋰鹽的方法。
背景技術：
鋰和鋰礦物以及鋰鹽(包括碳酸鹽，氫氧化物和鹵化鹽)在各種工業(yè)中有著大量 的商業(yè)應用，所述各種工業(yè)例如電子、制藥、陶瓷和潤滑劑工業(yè)等。商業(yè)應用包括但不限 于在鋰電池和可逆式的鋰離子電池中的用途，在潤滑油脂中的用途，在制備合成橡膠中用 作催化劑，在制備玻璃和陶瓷中的用途，在制備電視顯像管中的用途，在獲得金屬鋰中的用 途，在通風系統(tǒng)中用作空氣凈化裝置，在潛水艇和電話裝置中用作蓄電池電解質的組分，應 用于在火車和電話的供電系統(tǒng)中的用途，用作起始材料以獲的同位素Li6，在控制氣體濕度 和空氣調節(jié)裝置中的用途，在高溫吸收泵(heat absorption pumps)中的用途，在特種焊接 和其它溶劑中的用途，在鋁冶金和鋼鐵工業(yè)(例如應用在連鑄中以及作為清潔劑/去污劑) 中的用途，在游泳池中水的殺菌中的用途，以及在有機化學合成中用作還原劑。鋰和鋰化合物性能的關鍵在于通過減少雜質來獲得高純度的金屬鋰或鋰化合物， 所述雜質例如鈉、鈣和鎂、碳酸鹽、硫酸鹽和硼酸鹽，盡管它們不會顯著影響所得金屬鋰/ 化合物的純度，但是可以削弱性能?？紤]到鋰及其化合物的重要性，對于鋰及其化合物的制備急需低雜質的鋰源和經(jīng) 濟上可行的方法。在這點上，目前可用鋰的主要部分是從鹽水中回收的，其還含有高水平的鈉，這會 使得含低水平鈉的鋰鹽的制備變得困難和昂貴。含鋰的天然鹽水具有很多雜質，如下表1所示。表1 以重量百分比表示的天然鹽水的組成。
權利要求
1.從不純的天然或工業(yè)鹽水中回收鋰的方法，所述方法包括(al)將含鋰原料鹽水的 PH值調節(jié)至不小于11. 3，并將固體廢棄物和含有價值的鋰的漿液分離。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其還包括(^)濃縮所述鹽水來增加Li+離子濃度。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其還包括(b)通過加入可溶碳酸鹽來沉淀所述固體并 將所述固體分離，從所述鹽水中獲得粗碳酸鋰。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其還包括(cl)將所述粗碳酸鋰再溶解并再沉淀以制備 高純碳酸鋰并將所述固體分離。
5.根據(jù)權利要求3或4所述的方法，其還包括(U)從所述碳酸鋰來制備氯化鋰溶液。
6.根據(jù)權利要求1至5中任一權利要求所述的方法，其中通過加入氫氧化鈣、石灰或熟 石灰中的一種或多種，將PH值調節(jié)至不小于11.3。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中使用天然存在的鹽水制備氫氧化鈣。
8.根據(jù)權利要求1至7中任一權利要求所述的方法，其中所述步驟al)包括以下子步驟al. 1)向所述原料鹽水溶液中加入石灰、熟石灰和/或氫氧化鈣，使得PH值不小于 11. 3，沉淀固體廢棄物并在其液相中形成含有價值的鋰的漿液； al. 2)若需要，調節(jié)所述漿液中Ca2+的濃度； al. 3)另外，若需要，將所述漿液的PH值調節(jié)至不小于11. 3 ； al. 4)任選地，向所述漿液中加入絮凝劑溶液以輔助從已處理的鹽水溶液中分離固體 廢棄物；以及al. 5)將從所述漿液中沉淀的固體廢棄物分離以形成已處理的鹽水溶液和漿液廢棄物。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中當在子步驟al.1)中分離固體廢棄物時，所述漿液 中的濃度 通過沉淀成Mg(OH)2來使鎂降低至小于5mg/l ； 通過沉淀成CaSO4. 2H20來減少硫酸鹽(S042_)； 通過沉淀成CaB2O4. 6H20和2Ca0. 3B203. 13H20來減少硼；以及 通過沉淀成CaCO3來減少碳酸氫鹽(HC03_)和碳酸鹽(C032_)。
10.根據(jù)權利要求8或9所述的方法，其中在子步驟al.1)之后的蒸發(fā)所述鹽水的濃縮 過程中，沉淀剩余的硼、硫酸鹽和碳酸鹽。
11.根據(jù)權利要求1至10中任一權利要求所述的方法，其中將存在于所述鹽水中Mg2+ 濃度降低至低于5mg/l。
12.根據(jù)權利要求2至11中任一權利要求所述的方法，其中在步驟a2)中，將Li+離子 的濃度升高至約10000mg/l至15000mg/l。
13.根據(jù)權利要求2至11中任一權利要求所述的方法，其中通過將在al)中所述已處 理的鹽水蒸發(fā)來進行濃縮的所述步驟a2)，其包括以下子步驟a2. 1)通過蒸發(fā)濃縮來自步驟a)的所述鹽水，從而使Li+離子的濃度增加至約4200mg/ 1至4800mg/l，并且另外將沉淀的固體分離；a2. 2)將a2. 1)中的所述濃鹽水的pH值調節(jié)至約8. 2至8. 4 ；以及 a2. 3)將來自步驟a2. 2)的所述鹽水濃縮，從而使Li+離子的濃度從約4200mg/l至4800mg/l增加至約10000mg/l至15000mg/l，并且另外將所述沉淀的固體分離。
14.根據(jù)權利要求1至13中任一權利要求所述的方法，其中在步驟al)之前，使所述原 料鹽水經(jīng)歷至少一個預濃縮的步驟a’ 1)。
15.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中進行預濃縮步驟直至Li+的濃度達到約2000mg/ 1 至 3000mg/l。
16.根據(jù)權利要求15或16所述的方法，其中進行所述預濃縮步驟直至Li+的濃度達到 約 10000mg/l 至 15000mg/l。
17.根據(jù)權利要求3至16中任一權利要求所述的方法，其中用于從所述步驟a2)中濃 縮的所述鹽水中獲得粗碳酸鋰的所述步驟b)，其包括以下子步驟bl)低溫加入碳酸鈉或其它碳酸鹽溶液來沉淀Ca2+ ； b2)將所述鹽水的pH值調節(jié)至約10. 5至10. 8 ； b3)將所述沉淀的CaCO3分離；b4)用淡水和/或母液稀釋所述鹽水以使Li+濃度為約8000mg/l至9000mg/l，所述母 液回收自碳酸鋰的沉淀過程；b5)通過加入碳酸鈉或其它碳酸鹽溶液并將所述混合物加熱至約92°C以上的溫度來 沉淀碳酸鋰；b6)將所述沉淀的Li2CO3固體分離；b7)通過在熱淡水中再懸浮所述碳酸鋰來洗滌所述碳酸鋰；以及 b8)將所述洗滌過的Li2CO3固體分離。
18.根據(jù)權利要求4至17中任一權利要求所述的方法，其中提純碳酸鋰的步驟cl)包 括以下子步驟cl. 1)溶解所述粗碳酸鋰以獲得Li+濃度為約8800mg/l至9200mg/l的透明溶液并過 濾不溶雜質；cl. 2)通過加入碳酸鈉水溶液并將將所述混合物加熱至約92°C以上的溫度來沉淀純 化的碳酸鋰；cl. 3)將所述沉淀的Li2CO3分離；cl. 4)通過在熱淡水中再懸浮碳酸鋰來洗滌所述純化的碳酸鋰； cl. 5)將所述洗滌的Li2CO3分離；以及 cl. 6)將所述純化的碳酸鋰干燥。
19.根據(jù)權利要求4至18中任一權利要求所述的方法，其中提純粗碳酸鋰的所述步驟 c’ 1)包括以下子步驟c’ 1. 1)將所述粗碳酸鋰懸浮在水中；c’ 1. 2)在室溫下以足夠的壓力注入(X)2來獲得連續(xù)的氣泡；c' 1.3)過濾不溶物；C’ 1.4)將純化的碳酸鋰沉淀，將所得溶液在大氣壓和高于約90°C的溫度下攪拌； c' 1.5)將所述純化的Li2CO3沉淀分離；c' 1.6)通過在熱淡水中再懸浮Li2CO3來洗滌所述純化的Li2CO3 ； c，1. 7)將所述洗滌的Li2CO3分離；以及 c’ 1.8)將所述純化的碳酸鋰干燥。
20.根據(jù)權利要求5至19中任一權利要求所述的方法，其包括 c2. 1)用足量的水混合純化的Li2CO3 ；c2. 2)緩慢加入足量的HCl溶液并攪拌以獲得所述溶液中Li+的濃度不小于50g/l。
21.根據(jù)權利要求1至20中任一權利要求所述的方法，其中以高純碳酸鋰或由碳酸鋰 獲得的氯化鋰溶液的形式來回收鋰。
22.通過前述權利要求中任一權利要求所述的方法來制備已處理的鹽水溶液、碳酸鋰 或氯化鋰。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于從不純的天然或工業(yè)鹽水中回收鋰的方法，該方法包括將含鋰原料鹽水的pH調節(jié)至不小于11.3，以及將固體廢棄物和含有價值的鋰的溶液分離。可將溶液進一步濃縮和處理以獲得碳酸鋰和適于獲得電解級氯化鋰的氯化鋰溶液。
文檔編號C01D15/08GK102099296SQ200980128147
公開日2011年6月15日 申請日期2009年7月15日 優(yōu)先權日2008年7月18日
發(fā)明者丹尼爾·恩尼斯托·加利, 克勞蒂亞·德爾·羅薩里奧·卡查谷阿, 勒內·恩里克·斯坦利恩, 德米特里奧·胡馬納, 瑪麗亞·德·拉斯·默西迪斯·奧太扎 申請人:里肯鋰有限公司