[发明专利]一种从盐湖原卤水中提取低浓度锂的方法

说明书

本发明提供了一种从盐湖原卤水提取低浓度锂的方法，该方法包括：步骤1)使用三价铁化合物制备含铁有机相；步骤2)皂化处理步骤1)中的含铁有机相和/或步骤5)中再生有机相，得到皂化含铁有机相；步骤3)使用皂化含铁有机相对萃取用盐湖原卤水进行萃取，得到萃锂负载有机相和皂化底液；步骤4)使用酸洗溶液酸洗萃锂负载有机相，得到酸洗锂负载有机相；步骤5)将酸洗锂负载有机相与盐酸溶液混合进行反萃，得到富锂水溶液和再生有机相。该方法通过制备含铁有机相，保证加入的铁以FeCl₄^‑的形式存在于有机相中，有利于与卤水中的Li⁺形成LiFeCl₄，从而实现卤水中的Li⁺被萃取转入有机相，提取得到的产品杂质少，纯度高，有利于降低后续的纯化难度和成本。

技术领域

本发明涉及盐湖化工领域，特别涉及一种从未经晒盐蒸发浓缩和脱钾钠处理的、含锂的盐湖原卤水中提取低浓度锂的方法。

背景技术

锂被广泛应用于锂电池、航空航天、原子能、核电工业及医药等诸多领域，被誉为“推动世界进步的能源金属”，是国民经济与国防建设中重要的战略资源。锂资源主要赋存于盐湖卤水矿床和花岗伟晶岩型矿床中。其中，盐湖卤水中的锂资源约占全球已探明锂资源的90％，主要分布在玻利维亚、智利、阿根廷、中国和美国。我国盐湖锂资源占全国总储量的85％，但其显著特点是镁锂比高(Mg:Li摩尔浓度比为10:1～2000:1)，从高镁锂比盐湖卤水中分离提取低浓度锂十分困难。

目前，国内外已报道的从盐湖卤水提锂的方法一般仅针对经晒盐蒸发浓缩和脱钾钠处理后的老卤，尚未见工业化报道从未经晒盐蒸发浓缩和脱钾钠处理的盐湖原卤水中直接提取低浓度锂。

现有技术中，从盐湖老卤中提取锂的方法主要有沉淀法、煅烧浸取法、离子交换(吸附)法、电渗析法和溶剂萃取法等。

其中，沉淀法工艺简单，技术成熟，适用于中低镁锂比的盐湖卤水提取锂。该方法中，含锂盐湖卤水经蒸发浓缩脱钾钠、酸化脱硼和分离钙镁处理后，加入碳酸钠使锂以碳酸锂的形式沉淀析出。该方法处理高镁锂比的盐湖老卤时，锂镁分离选择性差，沉淀产品杂质含量高，分离提纯锂的工艺流程冗长，锂收率低；使用该方法直接处理未经晒盐脱钾钠的盐湖原卤水更不可行，沉淀剂耗量增大，锂损失率高、工艺成本高。

煅烧浸取法需将接近饱和的盐湖老卤蒸干，让锂、镁分别以硫酸锂和水氯镁石盐矿物结晶析出，然后在高温下煅烧，使水氯镁石脱水形成氧化镁，然后用淡水浸取煅烧后产物，硫酸锂进入溶液，而氧化镁不溶于水，从而实现镁锂分离。该法流程复杂，对设备腐蚀严重，需要蒸发的水量巨大，动力消耗大，成本高，且污染严重。

离子交换(吸附)法工艺简单、环境友好、选择性强，采用吸附剂从浓缩后的老卤中直接提取锂，用酸洗提，洗提液经蒸发浓缩后电解锂。该方法因受吸附速率的影响，卤水处理量较小，吸附剂负载锂的容量低，富集比低，吸附剂的溶损严重。使用该方法直接从未经晒盐脱钾钠的盐湖原卤水提取低浓度锂的成本更高。

电渗析法中，将盐田蒸发得到的含锂浓缩卤水，通过一级或多级电渗析器，利用阴、阳一价选择性离子交换膜进行循环浓缩锂，获得富锂低镁卤水，然后还需经反复深度除杂质离子，精制浓缩，转化干燥后才能得到碳酸锂产品。整个工艺复杂，流程冗长。另外，电渗析膜易中毒堵塞，工艺成本高。

溶剂萃取法因具有选择性强、分离效率高、工艺简单、设备投资小、易规模化放大等优点，被认为是从高镁锂比盐湖卤水中分离提取锂最有前途的方法之一。

然而，现有技术中，溶剂萃取法提取锂技术一般为针对经晒盐蒸发浓缩、脱钾钠处理后的老卤，并且，均是在老卤中预先添加三氯化铁作为协萃剂，然后采用磷酸三丁酯或与其他物质混合作为萃取剂，以溶剂化的机理萃取提锂。在老卤中，锂的浓度一般高于5g/L。