[发明专利]利用高镁锂比盐湖卤水制备碳酸锂的方法

说明书

技术领域

本发明属于无机化工技术领域，涉及一种碳酸锂的制备方法，尤其涉及一 种利用含锂盐湖卤水制备工业级碳酸锂的方法，主要适用于高镁锂比盐湖卤水 制备工业级碳酸锂。

背景技术

锂是重要的战略资源之一，号称工业味素，在国防工业及国家高科技发展 中有重要战略意义。锂主要以固体矿物及液体矿物两种形式存在于自然界，其 中盐湖卤水锂储量占世界锂储量的66％。近年来，随着锂盐工业的快速发展， 盐湖卤水锂资源逐渐替代锂矿石，成为锂盐生产的主要原料。工业锂盐主要有 碳酸锂，氢氧化锂，氯化锂和溴化锂等，其中以碳酸锂的用途最为广泛。

目前世界上从含锂卤水中提取锂盐的国家主要有美国、阿根廷、智利及中 国。美国、阿根廷、智利等国从卤水中提锂，由于所用原料镁锂比较低(≤10∶1， 一般在5∶1之内)，采用分步沉淀分离法进行镁锂分离。在中国，除西藏碳酸 盐型含锂卤水镁锂比≤1∶1外，锂资源储量丰富的青海盐湖卤水其镁锂比一般都 ≥40∶1。对高镁锂比盐湖含锂卤水采用分步沉淀法进行镁锂分离，在经济可行 性上存在一定难度。

截止到目前为止，我国利用高镁锂比卤水生产碳酸锂已产业化的方法主要 有两种：(1)青海中信国安科技发展有限公司采用的煅烧、浸取、沉淀法；(2) 青海锂业有限公司采用中国科学院青海盐湖研究所研发的电渗析法进行镁锂 分离，得到碳酸锂产品。这两种方法均牵涉稀锂溶液的蒸发浓缩问题，能耗较 大，此外，第一种方法的设备腐蚀也较大，同时副产大量氧化镁和盐酸，副产 品的出路存在问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种利用高镁锂比盐湖卤水制 备工业级碳酸锂的方法。

本发明利用高镁锂比盐湖卤水制备工业级碳酸锂的方法，是以 TBP-CON-KS+FeCl₃为萃取体系，对除去杂质的高镁锂比盐湖卤水进行萃取、 反萃取，反萃余液经碱液转化沉淀、洗涤得到工业级碳酸锂。其具体工艺步骤 如下：

(1)卤水的精制：将高镁锂比盐湖卤水用盐酸调整其酸碱度，使其PH 值处于2～5之间，然后加入硫酸盐溶液，钡盐溶液，搅拌、过滤除去卤水中的 硼、钙、硫酸根，得到低硼、低钙、低硫的锂萃取原料液。对于高硼(B₂O₃≥20g/L) 的高镁锂比卤水可以先用盐酸法提硼，提硼后的母液再除钙、硫酸根，作为下 一步萃取的原料液；

高镁锂比盐湖卤水中镁锂比在40∶1～100∶1(一般≥40∶1)。

(2)锂萃取原料液的调整：调节锂萃取原料液的酸碱度，使其PH在2～5 之间。

(3)锂的萃取：以TBP-CON-KS+FeCl₃为萃取体系，控制原料液与萃取 体系的体积比在1∶1.5～1∶3.0，进行3～6级萃取，单级萃取时间3～10min。

其中TBP-CON-KS+FeCl₃萃取体系中各组分的质量百分比如下：TBP(磷 酸三丁脂)为10～40％，CON(C原子数为2-10的酰胺)为10～30％，KS(200# 煤油、磺化煤油或普通煤油)为30～70％，FeCl₃为2～10％。

(4)有机相反萃取：以浓度为3～7M的盐酸为反萃取剂，控制有机相与 反萃取剂的体积比在15∶1～40∶1，对步骤(3)萃取所得有机相进行2～4级反萃 取。单级反萃取时间为3～10min。

(5)将步骤(4)的反萃水相调整PH在5～8之间，过滤；滤液缓慢加入 到50～100℃的碱液中，搅拌，转化沉淀其中的锂；转化沉淀完成料浆保温过 滤，滤饼经洗涤、干燥得到工业级碳酸锂产品。

其中碱液为质量浓度为15～20％的碳酸钠溶液；搅拌速度控制在50～100 转/min；锂的转化沉淀时间一般为5～10h；滤饼的洗涤采用60～80℃的热水洗 涤3～5次。干燥是在200～300℃下干燥至含水量≤0.1％。

本发明制取的碳酸锂含量≥99.00％，符合GB/T 11 07 5-2003标准规定的 工业级碳酸锂产品。整个流程锂总收率≥70％。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

(1)能耗较低：本发明没有煅烧、稀锂溶液的蒸发浓缩过程，能耗仅为 现有含锂卤水制取碳酸锂工艺能耗的30～0％；