[发明专利]从高镁锂比盐湖卤水中直接制取碳酸锂的方法

摘要

本发明公开了一种从高镁锂比盐湖卤水中直接制取出碳酸锂的方法，包括以下工艺步骤：(1)将盐田提钾后卤水在稳定池内进一步稳定形成低钾钠的硼锂卤水；(2)硼锂卤水经过提硼处理后形成硼酸产品与锂卤水；(3)～(5)锂卤水经过三次精制后得到三次精制液；(6)部分三次精制液经过双极膜电渗析器形成锂碱液；(7)其余三次精制液经过强制蒸发器形成浓缩锂溶液；(8)浓缩锂溶液与精制碳酸钠溶液通过高效反应器形成粒度均匀的碳酸锂沉淀物；(9)碳酸锂沉淀物经过清洗干燥包装形成电池级碳酸锂产品。本发明具有良好的可操作性，大幅提高了锂离子的回收率。

主权项

1.一种从高镁锂比盐湖卤水中直接制取碳酸锂的方法，包括以下工艺步骤：(1)将盐田提钾后的卤水在稳定池内利用太阳能自然蒸发降低其中的钠钾离子总浓度，并在调节池内生成钾肥原料，经自然蒸发浓缩形成组份稳定的浓缩硼锂卤水；(2)将硼锂卤水进行粗过滤，然后将硼锂卤水与工业盐酸在高效反应器中混合进行酸化反应，冷却过滤后形成粗硼酸固体与酸化后液，使酸化后液与空载萃取剂进入高效离心萃取器，酸化后液经萃取脱硼后形成锂卤水，负载萃取剂与淡水通过高效离心反萃过程形成硼酸溶液，对硼酸溶液与粗硼酸进行加热溶解与冷却结晶，得到精硼酸；(3)使锂卤水通过具有一价离子选择功能的电渗析器，锂卤水中二价离子被离子选择膜拦截，锂卤水中的一价离子透过离子选择膜，实现镁锂分离并得到一次精制液，所述一次精制液为锂离子的浓缩物，其中镁锂比低于2：1；高镁低锂的尾液返回盐田；(4)将一次精制液与通过后端双极膜电渗析工艺制备的锂碱液在加热反应釜中混合反应，形成氢氧化镁沉降物，并控制在反应终点时的混合液中的pH值大于13，将反应后的混合液通过板式过滤机，形成氢氧化镁中间产品和除镁锂溶液，在所述除镁锂溶液中，镁离子浓度低于50ppm，除镁锂溶液的pH值为13，使用通过后端双极膜电渗析工艺制备的盐酸溶液对所述除镁锂溶液进行酸碱中和，将除镁锂溶液的pH值调整为6.5‑7，形成二次精制液；(5)将所述二次精制液经过钙镁离子选择性阳离子树脂和二价阴离子选择性树脂离子交换器除钙镁及硫酸根，得到三次精制液，其中钙镁离子及硫酸根浓度低于20ppm，所述三次精制液为料液，以LiX表示，其中X表示三次精制液的阴离子；(6)将部分所述三次精制液送入双极膜电渗析器的脱盐室，在电场力作用下，三次精制液中的Li+穿过阳膜到达碱室，与通过双极膜的水电解所生成的OH‑配对形成氢氧化锂溶液，三次精制液中的X‑穿过阴膜到达酸室，与通过双极膜的水电解所生成的H+配对形成HX溶液；所述双极膜电渗析器为五室形式，所述五室为阳极室、碱室、酸室、脱盐室和阴极室，其中由特种阳离子交换膜、碱室、双极膜、酸室、阴离子交换膜、脱盐室、阳离子交换膜按顺序多组叠加形成三室形式的膜组，阳极室内设置阳极板，阴极室内设置阴极板，在阳极室和阴极室之间夹装所述膜组，从而形成双极膜电渗析器；在所述双极膜电渗析器的连续运行过程中，分别有四种溶液在双极膜电渗析器中循环运行，所述四种溶液分别是：料液、酸液、碱液与极液，通过料液平衡缓冲槽实现料液在所述双极膜电渗析器的脱盐室中的稳定循环运行，同时实现料液量的连续补充与稀释液平衡排放；通过酸液平衡缓冲槽实现酸液在所述双极膜电渗析器的酸室中的稳定循环运行，同时实现酸液量的连续补充与浓酸液的平衡排放；通过碱液平衡缓冲槽实现碱液在所述双极膜电渗析器的碱室中的稳定循环运行，同时实现碱液量的连续补充与浓碱液平衡排放；直接利用碱液平衡缓冲槽中的碱液缓冲槽中的浓碱液作为极液，实现极液在所述双极膜电渗析器的极室中的稳定循环运行；此外从所述碱液缓冲槽溢流得到锂碱液，其中以氢氧化锂为主并含有氢氧化钠与氢氧化钾的混合溶液，从所述酸液缓冲槽溢流得到盐酸溶液；(7)将其余的三次精制液经过强制蒸发器形成蒸发浓缩液，浓缩液中锂离子浓度高于40g/L；(8)将工业碳酸钠进行配液，然后对碳酸钠溶液进行两级过滤，得到精制碳酸钠溶液，将浓缩液与精制碳酸钠溶液通过高效反应器，在高效反应器中充分反应，形成粒度均匀的碳酸锂沉淀物；(9)将碳酸锂沉淀物进行过滤，形成碳酸锂固体半成品，所述半成品再经过清洗、干燥、包装后形成电池级碳酸锂产品。