一種鹽湖鹵水提取碳酸鋰的方法
【專利摘要】一種鹽湖鹵水提取碳酸鋰的方法，包括在原料鹵水中加入石灰水用于除銨、鎂；加入芒硝用于除鈣；蒸發(fā)除水；冷凍，過濾；添加草酸進(jìn)一步進(jìn)行除鈣；加入純堿；清水洗滌等步驟。本發(fā)明所述的鹽湖鹵水提取碳酸鋰的方法工藝簡單，易于實(shí)現(xiàn)與操作，整個(gè)過程中除了冷凍工序外，都可以在常溫常壓下操作實(shí)現(xiàn)，整個(gè)過程中也不需要添加任何輔料，具有較好的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明的方法對生產(chǎn)實(shí)踐中充分開發(fā)利用我國的鋰資源尤其是鹽湖資源的鋰和鎂資源提供指導(dǎo)。
【專利說明】一種鹽湖鹵水提取碳酸鋰的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及化工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種用于鹽湖鹵水提取碳酸鋰的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰有21世紀(jì)“能源新貴”之稱，是自然界最輕、最活潑的金屬元素，是一種新能源原料。鋰產(chǎn)品的種類有很多，如碳酸鋰、氯化鋰、溴化鋰、氫氧化鋰等。碳酸鋰作為鋰產(chǎn)品中最重要的一種，被廣泛應(yīng)用于化工、冶金、陶瓷、醫(yī)藥、制冷等傳統(tǒng)行業(yè)，還可用于制備化學(xué)反應(yīng)的催化劑，素有“丁業(yè)味精”之稱。近年來，隨著科技的不斷進(jìn)步，碳酸鋰已經(jīng)逐步應(yīng)用于能源、軍工、航空航天等領(lǐng)域，被許多國家視為重要的戰(zhàn)略物資。碳酸鋰最大的消費(fèi)市場是用于玻璃制造和陶瓷生產(chǎn)過程中的添加劑和助熔劑。碳酸鋰作為理想的儲能材料，可以用來生產(chǎn)手機(jī)電池、動力電池、儲能電池等高新科技產(chǎn)品，其中利用碳酸鋰制成的錳酸鋰產(chǎn)品，由于具有零污染、重量輕、電化學(xué)性能好，被認(rèn)為是目前最適合生產(chǎn)汽車動力電池的原料。
[0003]生產(chǎn)提取碳酸鋰主要有礦石提鋰和鹽湖提鋰兩種方式。一直以來我國的碳酸鋰生產(chǎn)主要是礦石提鋰，生產(chǎn)成本較高。而從鹽湖鹵水中提鋰，工藝簡單，成本低，已逐漸取代鋰礦石生產(chǎn)鋰，鹽湖鹵水提取碳。國內(nèi)從鹽湖鹵水中提取碳酸鋰的生產(chǎn)工藝方法，主要有沉淀法、萃取法、離子交換吸附法、碳化法、煅燒浸取法和電滲析法等。其中沉淀法、萃取法、離子交換吸附法和碳化法研究較 廣泛，是鹽湖鹵水提取碳酸鋰的主要方法，從鹽湖鹵水中提取碳酸鋰在工業(yè)上一般都是采用蒸發(fā)-結(jié)晶-沉淀法。但是，根據(jù)現(xiàn)有的方法提取鋰，得到的回收率低，并且很多方法多為經(jīng)驗(yàn)，并未形成文字性指導(dǎo)文件。因此，人們迫切希望研究出鹽湖鹵水提取鋰鹽的新方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本申請的目的是提供一種從鹽湖鹵水中提取碳酸鋰的方法。為了解決上述技術(shù)問題，本申請是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種鹽湖鹵水提取碳酸鋰的方法，包括如下步驟:
第一步，在原料鹵水中加入石灰水用于除銨、鎂，得到鹵水A ;
第二步，在第一步得到的鹵水A中加入芒硝用于除鈣，得到鹵水B ;
第三步，將第二步得到的鹵水B進(jìn)行蒸發(fā)除水，蒸發(fā)濃縮后得到鹵水C ；
第四步，將第三步得到的鹵水C進(jìn)行冷凍，過濾后得鹵水D，將鹵水D進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，即得齒水E ；
第五步，在第四步得到的鹵水E中添加草酸進(jìn)一步進(jìn)行除鈣，得到鹵水F ;
第六步，在經(jīng)過第五步后得到的鹵水F中加入純堿,得到鹵水M。
[0005]第七步，將第六步得到的鹵水M用清水洗滌，然后再返回到第三步進(jìn)行蒸發(fā)除水，然后再經(jīng)過第四步，進(jìn)行冷凍、過濾，得到碳酸鋰產(chǎn)品。
[0006]本發(fā)明所述步驟第一步中，石灰水兌鹵的體積比為100:20_50。[0007]本發(fā)明所述步驟第二步中，芒硝與鹵水A的質(zhì)量比為100:20_40。
[0008]本發(fā)明所述步驟第四步中冷凍的溫度為-20°C~_40°C，冷凍時(shí)間為6-10小時(shí)以上。
[0009]本發(fā)明所述步驟第五步中草酸與鹵水E的質(zhì)量比為100:5_10。
[0010]本發(fā)明所述步驟第六步中，純堿與鹵水M的質(zhì)量比為100:10-30。
[0011]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明所述的鹽湖鹵水提取碳酸鋰的方法工藝簡單，易于實(shí)現(xiàn)與操作，整個(gè)過程中除了冷凍工序外，都可以在常溫常壓下操作實(shí)現(xiàn)，整個(gè)過程中也不需要添加任何輔料，具有較好的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明的方法對生產(chǎn)實(shí)踐中充分開發(fā)利用我國的鋰資源尤其是鹽湖資源的鋰和鎂資源提供指導(dǎo)。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合實(shí)施例對本申請的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明:
本發(fā)明所述的一種鹽湖鹵水提取碳酸鋰的方法，包括如下步驟:
第一步，在原料鹵水中加入石灰水用于除銨、鎂，得到鹵水A;
第二步，在第一步得到的鹵水A中加入芒硝用于除鈣，得到鹵水B ;
第三步，將第二步得到的鹵水B進(jìn)行蒸發(fā)除水，蒸發(fā)濃縮后得到鹵水C ；
第四步，將第三步得到的鹵水C進(jìn)行冷凍，過濾后得鹵水D，將鹵水D進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，即得齒水E ；
第五步，在第四步得到的鹵水E中添加草酸進(jìn)一步進(jìn)行除鈣，得到鹵水F ;
第六步，在經(jīng)過第五步后得到的鹵水F中加入純堿,得到鹵水M ；
第七步，將第六步得到的鹵水M用清水洗滌，然后再返回到第三步進(jìn)行蒸發(fā)除水，然后再經(jīng)過第四步，進(jìn)行冷凍、過濾，得到碳酸鋰產(chǎn)品。
[0013]對以上步驟進(jìn)行詳細(xì)描述如下:
石灰水除銨鎂工序就是在原料鹵水中加入一定量的飽和生石灰水，以除去大量銨、鎂離子的過程，此工序中會產(chǎn)生石膏，氫氧化鎂沉淀，過濾后得到鹵水A，即為除銨鎂鹵水。芒硝除鈣工序是在鹵水A中加八一定量的芒硝，除去大量鈣離子的過程，此工序中將產(chǎn)生一些石膏和硼酸鹽的沉淀，除去沉淀后得到鹵水B，進(jìn)入蒸發(fā)除水工序。蒸發(fā)除水工序是進(jìn)一步除水濃縮的過程，蒸發(fā)中鹵水B的比重進(jìn)一步提高，使得鹵水B中的鋰離子以固體形式與石膏石鹽一同析出，得到鹵水C。將鹵水C進(jìn)行冷凍，過濾后得鹵水D，將鹵水D進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，即得鹵水E。草酸除鈣工序是加入草酸進(jìn)一步除去鹵水E中鈣離子的過程，此工序中草酸與鈣離子結(jié)合成草酸鈣沉淀，過濾沉淀得到鹵水F。純堿沉淀鋰工序是在鹵水F中加入適量的純堿，再反應(yīng)生成碳酸鋰沉淀的過程，過濾除去母液后得粗鋰鹽，粗鋰鹽用水洗滌除去雜質(zhì)后得碳酸鋰產(chǎn)品母液和洗滌母液均回到蒸發(fā)除水工序。
[0014]針對本發(fā)明所述的方法，給出如下兩個(gè)優(yōu)選實(shí)施例:
實(shí)施例1:取原料鹵水，以石灰水兌鹵體積比為100: 20加入石灰水進(jìn)行第一步，即去除銨、鎂；以芒硝與鹵水A的質(zhì)量比為100:20加入芒硝進(jìn)行除鈣工序；對經(jīng)過以上兩步得到的鹵水B進(jìn)行蒸發(fā)除水工序；蒸發(fā)除水后再進(jìn)行冷凍、過濾、再蒸發(fā)濃縮得到鹵水E ;在鹵水E中加入草酸，進(jìn)行除鈣工序，草酸與鹵水E的質(zhì)量比為100:5 ;在經(jīng)過草酸除鈣后得到的鹵水F中加入純堿,純堿與鹵水F的質(zhì)量比為100:10o將經(jīng)過以上步驟得到的鹵水Μ,即為富鋰鹵水，再進(jìn)行二次蒸發(fā)除水，進(jìn)行二次冷凍、過濾，得到碳酸鋰粗鹽，對含有雜質(zhì)的碳酸鋰粗鹽進(jìn)行水洗，并再次回到蒸發(fā)除水環(huán)節(jié)，再進(jìn)行冷凍、過濾，得到的碳酸鋰鹽的是比較純凈的。
[0015]優(yōu)選地，以上步驟中冷凍的溫度為_40°C，冷凍時(shí)間為6小時(shí)。
[0016]實(shí)施例2:取原料鹵水，以石灰水兌鹵體積比為100: 40加入石灰水進(jìn)行第一步，即去除銨、鎂；以芒硝與鹵水A的質(zhì)量比為100:30加入芒硝進(jìn)行除鈣工序；對經(jīng)過以上兩步得到的鹵水B進(jìn)行蒸發(fā)除水工序；蒸發(fā)除水后再進(jìn)行冷凍、過濾、再蒸發(fā)濃縮得到鹵水E ;在鹵水E中加入草酸，草酸與鹵水E的質(zhì)量比為100:8 ;在經(jīng)過草酸除鈣后得到的鹵水F中加入純堿，純堿與鹵水F的質(zhì)量比為100:20。將經(jīng)過以上步驟得到的鹵水M，即為富鋰鹵水，再進(jìn)行二次蒸發(fā)除水，進(jìn)行二次冷凍、過濾，得到碳酸鋰粗鹽，對含有雜質(zhì)的碳酸鋰粗鹽進(jìn)行水洗，并再次回到蒸發(fā)除水環(huán)節(jié)，再進(jìn)行冷凍、過濾，得到的碳酸鋰鹽的是比較純凈的。
[0017]優(yōu)選地，以上步驟中冷凍的溫度為_35°C，冷凍時(shí)間為7小時(shí)。
[0018]實(shí)施例3:取原料鹵水，以石灰水兌鹵體積比為100: 45加入石灰水進(jìn)行第一步，即去除銨、鎂；以芒硝與鹵水A的質(zhì)量比為100:35加入芒硝進(jìn)行除鈣工序；對經(jīng)過以上兩步得到的鹵水B進(jìn)行蒸發(fā)除水工序；蒸發(fā)除水后再進(jìn)行冷凍、過濾、再蒸發(fā)濃縮得到鹵水E ;在鹵水E中加入草酸，草酸與鹵水E的質(zhì)量比為100:8 ;在經(jīng)過草酸除鈣后得到的鹵水F中加入純堿，純堿與鹵水F的質(zhì)量比為100:20。將經(jīng)過以上步驟得到的鹵水M，即為富鋰鹵水，再進(jìn)行二次蒸發(fā)除水，進(jìn)行二次冷凍、過濾，得到碳酸鋰粗鹽，對含有雜質(zhì)的碳酸鋰粗鹽進(jìn)行水洗，并再次回到蒸發(fā)除水環(huán)節(jié)，再進(jìn)行冷凍、過濾，得到的碳酸鋰鹽的是比較純凈的。 [0019]優(yōu)選地，以上步驟中冷凍的溫度為-30°C，冷凍時(shí)間為8小時(shí)。
[0020]實(shí)施例4:取原料鹵水，以石灰水兌鹵體積比為100: 50加入石灰水進(jìn)行第一步，即去除銨、鎂；以芒硝與鹵水A的質(zhì)量比為100:40加入芒硝進(jìn)行除鈣工序；對經(jīng)過以上兩步得到的鹵水B進(jìn)行蒸發(fā)除水工序；蒸發(fā)除水后再進(jìn)行冷凍、過濾、再蒸發(fā)濃縮得到鹵水E ;在鹵水E中加入草酸，草酸與鹵水E的質(zhì)量比為100:10 ;在經(jīng)過草酸除鈣后得到的鹵水F中加入純堿，純堿與鹵水F的質(zhì)量比為100:30。將經(jīng)過以上步驟得到的鹵水M，即為富鋰鹵水，再進(jìn)行二次蒸發(fā)除水，進(jìn)行二次冷凍、過濾，得到碳酸鋰粗鹽，對含有雜質(zhì)的碳酸鋰粗鹽進(jìn)行水洗，并再次回到蒸發(fā)除水環(huán)節(jié)，再進(jìn)行冷凍、過濾，得到的碳酸鋰鹽的是比較純凈的。
[0021]優(yōu)選地，以上步驟中冷凍的溫度為-20°C，冷凍時(shí)間為10小時(shí)。
[0022]上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種鹽湖鹵水提取碳酸鋰的方法，其特征在于，包括如下步驟: 第一步，在原料鹵水中加入石灰水用于除銨、鎂，得到鹵水A ; 第二步，在第一步得到的鹵水A中加入芒硝用于除鈣，得到鹵水B ; 第三步，將第二步得到的鹵水B進(jìn)行蒸發(fā)除水，蒸發(fā)濃縮后得到鹵水C ； 第四步，將第三步得到的鹵水C進(jìn)行冷凍，過濾后得鹵水D，將鹵水D進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，即得齒水E ； 第五步，在第四步得到的鹵水E中添加草酸進(jìn)一步進(jìn)行除鈣，得到鹵水F ; 第六步，在經(jīng)過第五步后得到的鹵水F中加入純堿,得到鹵水M ； 第七步，將第六步得到的鹵水M用清水洗滌，然后再返回到第三步進(jìn)行蒸發(fā)除水，然后再經(jīng)過第四步，進(jìn)行冷凍、過濾，得到碳酸鋰產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹽湖鹵水提取碳酸鋰的方法，其特征在于，所述步驟第一步中，石灰水兌鹵的體積比為100 =50—100:20o
3.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的一種鹽湖鹵水提取碳酸鋰的方法，其特征在于，所述步驟第二步中，芒硝與鹵水A的質(zhì)量比為100 =40—100:20o
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹽湖鹵水提取碳酸鋰的方法，其特征在于，所述步驟第四步中冷凍的溫度為_20°C~_40°C，冷凍時(shí)間為6-10小時(shí)以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹽湖鹵水提取碳酸鋰的方法，其特征在于，所述步驟第五步中草酸與鹵水E的質(zhì)量比為100 =10—100:5。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹽湖鹵水提取碳酸鋰的方法，其特征在于，所述步驟第六步中，純堿與鹵水M的質(zhì)量比為100:30-100 =10
【文檔編號】C01D15/08GK104030324SQ201410248243
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】肖運(yùn)根, 陳偉新, 章隆泉, 過俊宏, 顧肖紅 申請人:無錫市崇安區(qū)科技創(chuàng)業(yè)服務(wù)中心