[发明专利]一种简易高效降低盐湖卤水中镁含量的方法

说明书

本发明公开了一种简易高效降低盐湖卤水中镁含量的方法，包括向盐湖卤水中添加过量水溶性氢氧化物，引入的氢氧根的摩尔量为完全沉淀Mg²⁺理论用量的至少1.5倍，搅拌均匀；静置沉淀后进行固液分离，滤液即为低镁含量的卤水。本发明的方法处理工艺简单、操作方便，可以在盐湖现场实施，大幅降低了运输成本；不会在盐湖地区引入过多的外源物，副产物氢氧化镁也是极具价值的资源，对环境友好。除镁效率高，锂损耗低，固液分离后的滤液可直接用于碳酸锂的制备，特别适用于高原盐湖大规模批量化镁锂分离。

技术领域

本发明涉及一种降低盐湖卤水中镁含量的方法，特别是含锂盐湖卤水中镁含量的方法。

背景技术

锂是原子量最小的金属元素，具有电位最负、电化当量最大、高比热、高电导率和化学活性强等特殊性能，是制造一次性电池、充电动力电池、航空航天用结构材料等的理想金属材料。随着全球对新能源替代传统矿石源（石油、煤炭、页岩气等）的要求越来越紧迫，锂电池充当了新能源发电、输变电、储电的枢纽与核心角色。同时全球锂原料-碳酸锂的供不应求，造成了碳酸锂的交易价格在2015年短短一年内，由人民币4万元上涨到了人民币16万元。

锂资源是典型的寡头垄断的战略性资源，绝大多数分布于智利、中国、美国、阿根廷与玻利维亚，中国已探明锂资源储量位居全球第二。锂在自然界主要存在于盐湖卤水中，少量存在于锂辉石和锂云母中。中国的盐湖锂资源储量占中国工业储量的85%以上。

在各种传统盐湖提锂的方法中，由于普遍共生的镁元素和锂元素位于元素周期表对角，拥有极其接近的物理和化学特性，镁锂的分离是各种提锂工艺的核心难点。传统镁锂分离的方法中，离子吸附法对吸附剂要求高，造粒困难，渗透性能差，在吸附和脱吸的过程中，吸附剂易于损耗，锂的损耗量超过50%；煅烧法因运行温度高，能耗高，结块严重，设备腐蚀严重；萃取法的萃取和反萃工艺流程长，药剂消耗量大，毒性大，对环境不友好；因此，尽管中国坐拥优势盐湖锂资源，但是成熟的工业化盐湖提锂技术至今仍处于小规模范围或停滞状态，在此背景下，锂的上下游产业链被严重制约，中国的新能源产业如电池、汽车等，不得不被迫承受原材料疯涨之痛。

如何经济地将盐湖卤水中的镁含量降低，是降低锂提取成本的一个关键因素。然而现有的除镁工艺，基本都是实验室级别的小规模除镁操作。水溶性碳酸盐（如CN103864249A）和水溶性氢氧化物（如CN101538057A）作为镁沉淀剂用于盐湖卤水除镁是公认较为环保节能、且成本较低、工艺相对简单的方法。

然而水溶性碳酸盐在沉淀Mg²⁺的过程中，也会共沉淀析出Li₂CO₃，Li的回收率大大降低。发明人的实验结果表明，当Mg²⁺浓度在3g/L左右时，过量的水溶性碳酸盐除Mg导致Li的损失在15%左右，尚可接受；但是随着Mg²⁺浓度的提高，碳酸镁沉淀导致的Li损失也随之增加。当Mg²⁺浓度在6g/L左右，Li的损失即达到50%以上，基本失去了除镁的意义。实际上盐湖卤水中的镁含量普遍远高于锂的含量，在浓缩至满足工业制卤条件后，Mg²⁺的浓度普遍较高，导致其使用范围受到非常严重的限制。