[发明专利]一种高选择性盐湖卤水提锂方法

说明书

本发明涉及一种高选择性盐湖卤水提锂方法，主要包括将镁离子饱和或近饱和的原料卤水通入微过滤设备去除其中的悬浮物颗粒，之后加入少量水对其进行轻微稀释后移入电渗析设备中的淡化室，作为初始淡化液，并配制初始浓缩液移入电渗析设备浓缩室，在连续式或批次式操作下，进行一级或多级恒电压电渗析，得到含锂产品液，实现大幅度降低镁锂比的目的，产品液可直接用于后续碳酸锂产品的精致除杂工艺。本发明工艺简单、选择性高、能耗低，可有效分离纯化盐湖卤水中的锂，使产品液镁、硼、硫酸根等杂质离子含量大幅降低，同时确保较高的锂离子回收率和产品液中锂离子浓度。该方法在高Mg/Li比盐湖卤水中锂资源开采方面具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种高选择性盐湖卤水提锂方法，具体地说，涉及一种采用选择性离子交换膜电渗析法从含锂盐溶液中分离锂离子的方法。

背景技术

随着21世纪信息产业、绿色能源、核聚变发电等高科技产业的迅速发展，锂及其化合物已成为新世纪能源和轻质合金的理想材料，是“推动世界前进的重要元素”。锂在自然界中主要存在于伟晶岩矿层和卤水中，矿石提锂能耗高，环境污染严重，而盐湖卤水中的锂资源储量占显著优势，极具开发潜力，因此开发卤水锂资源对于解决当今锂缺口具有重要意义。目前除中国、澳大利亚、俄罗斯等少数国家仍以伟晶岩矿石冶炼提锂外，全球近45％以上的锂产品来自于盐湖资源，综合开发和利用盐湖锂资源已成为世界锂产业发展的主流。世界各大盐湖物质组成特性差异非常大，提锂技术选择取决于盐湖卤水的特性，如锂品位、Mg/Li比、其他伴生离子种类及浓度等。由于镁和锂的化学性质非常接近，因此在水溶液体系中其二者的分离非常困难。我国西部盐湖拥有丰富的锂储量，多属于高镁低锂型，Mg/Li质量比较国外盐湖卤水高数十倍甚至数万倍，因此国际成熟的沉淀法工业提锂技术不适合中国多数盐湖资源的结构特点。目前高Mg/Li比卤水提锂仍是国内外学术界和产业界共同关心的难题。因此研究开发符合我国盐湖资源结构特点、高资源利用率和环境友好的提锂技术成为当务之急。

作为一种成熟的膜分离工艺，电渗析技术已有超过百年的历史，其基本工作原理是在直流电场作用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，把电解质从溶液中分离出来，从而实现溶液的淡化、浓缩、精致或纯化的目的。电渗析为无相变过程，所耗电能主要用于迁移溶液中的电解质离子，所以耗电与溶液浓度成正比。电渗析以及其衍生工艺已广泛应用于海水淡化、工业废水处理、食品制药等领域。离子交换膜是电渗析设备的核心组件，其性能优劣对过程效率影响很大。传统的离子交换膜仅对于其反离子和同离子具有选择性，而近年来一价选择性离子交换膜已有成熟的商品膜问世，电渗析法已用于不同价态间离子分离，如海水制盐工业和H⁺/Zn²⁺体系有机酸回收。基于此，本发明使用一价选择性离子交换膜电渗析法，可大幅降低Mg/Li质量比，高效低成本地分离富集Li⁺，简化后续碳酸锂沉淀工艺，为高镁锂盐湖卤水中的锂资源开采提供一种新的技术路线，具有巨大的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于：截留盐湖卤水中的多价伴生离子，分离出锂离子，大幅度降低其Mg/Li质量比。本发明提供一种高选择性的高Mg/Li比盐湖卤水提锂方法，使用一价选择性离子交换膜，在恒电压供电模式下，以一级或多级电渗析分离盐湖卤水。本发明使用极简单的工艺路线，分离选择性高，能耗极低，适应性强。非常适合从含低浓度锂高浓度杂质溶液(如：盐湖卤水、海水、废旧锂电池浸出液等含锂溶液)中富集提取锂。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种高选择性盐湖卤水提锂方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)将镁离子饱和或近饱和的原料卤水通入微过滤设备去除其中的悬浮物颗粒，以免其堵塞离子交换膜孔结构造成膜污染；