[发明专利]从碳酸盐型卤水中提取碳酸锂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无机盐的提取方法，更准确地说，涉及一种从碳酸盐型卤水中提取碳酸锂的方法。

背景技术

随着高性能锂材料的不断开发和应用，世界对于锂的需求量日益增大。近年来，盐湖卤水提锂已逐渐替代硬岩锂矿提锂，成为锂盐的主要生产方法。我国的锂资源比较丰富，且主要分布在高原地区的盐湖中，其中西藏盐湖卤水的锂资源主要是碳酸盐型，对于从卤水中提取、利用锂的研究是一项十分有意义的工作。

中国专利99105828.3（从碳酸盐型卤水中提取锂盐方法）公开了一种从碳酸盐型卤水中提取锂盐的方法。该方法利用高原寒冷的自然优势，促使芒硝大量沉淀，从盐湖中抽取高锂低硫酸根卤水作原料，采用多级冷冻日晒浅水池-控制池-结晶池-母液池，使石盐、芒硝在日晒浅水池中大量沉淀分离，而锂则在卤水中达到预浓缩，然后集中到控制池，使卤水中的锂含量达1.5~2.8g/L，且温度在5℃以上，控制倒卤至结晶池，使结晶池中富集高品位、厚度大的高锂混盐，其含碳酸锂品位在5%以上。

中国专利02129355.4（利用太阳池从碳酸盐型卤水中结晶析出碳酸锂的方法）提供了一种用太阳池作为结晶池从碳酸盐型卤水中结晶析出碳酸锂的方法。太阳池直接以粘土围成，池底是塑膜和水菱镁矿的夹心结构，池体内壁铺有黑色土工膜或高密度聚乙烯、聚氯乙烯等作为衬垫，将太阳池的蓄热过程与碳酸锂的析出过程融为一体，可得品位在60%左右的碳酸锂混盐，这种方法的成本低廉，池体结构简单，充分利用太阳能，经济效益较高。

中国专利200620172864.2（用于卤水提锂的太阳池装置）提供了一种用于卤水提锂的太阳池装置。池体包括主体结构层，该层沿着池体的侧壁和底部向上均依次分布有防水防潮层、保温层、防腐防水吸热层。装置由四层或五层结构组成，最上层为防腐防水吸热层，其选用有效吸热性能良好的防腐蚀材料和特殊保温结构，使太阳池保温蓄热效果更好，经20～40天吸收太阳能蓄热后，冬春季节池底温度可达30～50℃，夏秋季节池底温度可达50～80℃，从而加速从碳酸盐型卤水中结晶析出碳酸锂，提高结晶率，提高生产效率，可实现连续操作。

在上述方法的基础上，本发明进一步探索从碳酸盐型卤水中高效低廉提取高品位碳酸锂的技术手段。

在高原地区高寒条件下，碳酸盐型卤水中的锂盐不易集中析出，而是易在卤水日晒蒸发的过程中分散析出，这样极不利于高品位碳酸锂的提取。研究表明，碳酸锂的溶解度具有负温度效应，即碳酸锂在水中的溶解度是随着温度的升高而降低的，而碳酸盐型卤水中的其他盐类则大多数具有正温度效应，即其溶解度是随着温度的升高而升高的。因此，当卤水中的锂含量达到或接近饱和点后，温度便成为碳酸锂沉淀析出的控制指标，可利用加热卤水升温沉锂的原理从碳酸盐型卤水中提取高品位碳酸锂。

采用人工加热法或碳化法虽然可以集中析出碳酸锂，但却需要耗费大量的矿物燃料，这在能源匮乏的西藏高原地区并不可行。而单纯依靠太阳能辐射加热卤水形成太阳池结晶析锂，尽管可使卤水升温而基本无蒸发，但卤水的升温速率较慢，导致生产周期较长，从太阳池中灌卤到收获锂混盐需要长达两个多月的时间。并且，目前针对池体所采取的保温措施不仅成本较高，而且还无法满足工艺要求，特别是池体的蓄热能力较差，使得卤水的昼夜温差大，在白天太阳的强烈照射下，卤水温度最高可升至40℃，但到夜间卤水温度则会大幅度降低，导致石盐、硼砂等盐类从低温卤水中结晶析出，而已经从高温卤水中沉淀析出的部分碳酸锂又会重新回溶到卤水中，严重影响了碳酸锂的品位。另外，采用上述专利方法（99105828.3、02129355.4、200620172864.2）所产出的锂混盐，由于其品位不高，还需长距离运输到内地才能进行加工提纯，这样每年都会耗费大量的运费和能源。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种从碳酸盐型卤水中提取碳酸锂的方法，充分考虑盐湖的地理和资源优势，将盐梯度保温太阳池、热水热交换或电力加热以及适温淡水擦洗法相结合，实现从碳酸盐型卤水中高效低廉且无污染地提取高品位碳酸锂。

本发明的技术解决方案是：