一種快速濃縮鹵水制取碳酸鋰的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種碳酸鋰的提取方法，特別涉及一種快速濃縮鹵水制取碳酸鋰的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鹽湖中含有多種礦物鹽，是礦物鹽的一個(gè)重要來(lái)源。但是鹽湖中的礦物鹽含量普遍較低，多種礦物鹽混合，大規(guī)模制取及分離的難度較大。近年來(lái)的開(kāi)采工藝主要是鹽湖水曬鹽法、礦床開(kāi)采等方法，其中曬鹽法是最環(huán)保的開(kāi)采方法，但因其效率太低，生產(chǎn)周期通常在數(shù)月至數(shù)年，嚴(yán)重制約著它的進(jìn)一步發(fā)展，所以能夠提高蒸發(fā)結(jié)晶效率的方法具有重要的戰(zhàn)略價(jià)值。
[0003]鹵水成分十分復(fù)雜，在提取目標(biāo)鹽的濃度較低時(shí)，例如鹵水中鋰含量相對(duì)于鈉、鉀含量很少，濃縮溶液就成了必要工藝。
[0004]國(guó)內(nèi)外報(bào)道了不少用于從鹽湖齒水中提取Li2CO3的裝置和方法，例如:《從鹽湖鹵水中提取鋰的吸附技術(shù)及研究進(jìn)展》(鹽業(yè)與化工，2007年第36卷第3期)、《利用鹽湖鹵水萃取液制備碳酸鋰》(鹽湖研究，2006年第14卷第2期)、《國(guó)內(nèi)外從鹽湖鹵水中提鋰工藝技術(shù)研究進(jìn)展》(世界科技研究與進(jìn)展，2006年第28卷第5期)、《溶劑浮選法富集鹽湖鹵水中鋰的研究》(鹽業(yè)與化工，2011年第40卷第I期)等文獻(xiàn)。這些裝置和方法的特點(diǎn)是:吸附法利用離子篩型氧化物對(duì)鋰的優(yōu)良的選擇性吸附，對(duì)鋰的選擇系數(shù)可高達(dá)14?105，能有效的應(yīng)用于鹽湖齒水提鋰，其機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良；溶劑萃取法適用于氯化鎂含量較高的鹽湖鹵水，其特點(diǎn)在于工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)品純度高、能耗較??；碳酸鹽沉淀法工藝簡(jiǎn)單、可靠性高，適用于低鎂鋰比的鹽湖鹵水。它們的不足之處在于:離子篩吸附劑的實(shí)際吸附量與理論吸附量還有較大差距，另外吸附劑的滲透性能差、造粒困難等性能限制了這種方法的工業(yè)化應(yīng)用；溶劑萃取法也存在設(shè)備易被腐蝕且萃取劑的溶損較嚴(yán)重等問(wèn)題；普通沉淀法也存在著提取效率較低的缺點(diǎn)。以上方法都不能在保護(hù)環(huán)境的前提下獲得較高的生產(chǎn)效率。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中缺乏一種可以快速濃縮鹵水制取碳酸鋰的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種快速濃縮鹵水制取碳酸鋰的方法。
[0007]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
一種快速濃縮鹵水制取碳酸鋰的方法，包括如下步驟:
1)將碳酸鋰鹵水置于密閉容器內(nèi)；
2)將密閉容器內(nèi)的氣壓降低，使鹵水劇烈沸騰并將產(chǎn)生的水蒸汽排出，3min內(nèi)水的蒸發(fā)量不低于鹵水總體積的5% ；
3)待至少蒸發(fā)鹵水總體積10%的水后，停止減壓，使鹽析出；
4)待鹽析出后，排出上清液，得到碳酸鋰混鹽。
[0008]優(yōu)選的，上述方法中，步驟3)中，停止減壓后，升溫至少10°C，保溫使鹽析出。
[0009]優(yōu)選的，上述方法中，在降低密閉容器內(nèi)的氣壓前，將碳酸鋰鹵水的溫度升溫至80°C以上。
[0010]優(yōu)選的，上述方法中，碳酸鋰鹵水中的碳酸鋰含量不低于6g/L。
[0011]優(yōu)選的，上述方法中，待蒸發(fā)鹵水總體積的10?25%的水后，停止減壓。
[0012]優(yōu)選的，上述方法中，3 min內(nèi)水的蒸發(fā)量不低于鹵水總體積的8%。
[0013]優(yōu)選的，上述方法中，使鹽析出時(shí)，保持鹵水靜置。
[0014]優(yōu)選的，上述方法中，在使鹽析出前，對(duì)鹵水進(jìn)行充分?jǐn)嚢琛?br>[0015]本發(fā)明的有益效果是:
發(fā)明人在實(shí)驗(yàn)中意外發(fā)現(xiàn)，通過(guò)快速降低密閉容器內(nèi)的壓力，使其內(nèi)鹵水的沸點(diǎn)快速降低而劇烈沸騰，可以加速反應(yīng)，致使鹵水中的碳酸鋰超量析出，在水的蒸發(fā)量相同的情況下，快速減壓劇烈沸騰下碳酸鋰的析出量可達(dá)緩慢沸騰蒸發(fā)下的2倍以上。同時(shí)，排出等量溶劑所消耗的熱能也大大降低，更為節(jié)能。本發(fā)明方法可以快速濃縮鹵水得到混鹽，大幅減少生產(chǎn)所使用的時(shí)間，可以有限的時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出盡產(chǎn)可能多的碳酸鋰。
[0016]通過(guò)劇烈沸騰得到的碳酸鋰混鹽，粒度小，顆粒均勻，簡(jiǎn)單進(jìn)一步加熱處理即可使雜質(zhì)鹽溶解，易于純化獲得純度更高的碳酸鋰鹽。
【具體實(shí)施方式】
[0017]一種快速濃縮鹵水制取碳酸鋰的方法，包括如下步驟:
1)將碳酸鋰鹵水置于密閉容器內(nèi)；
2)將密閉容器內(nèi)的氣壓降低，使鹵水劇烈沸騰并將產(chǎn)生的水蒸汽排出，3min內(nèi)水的蒸發(fā)量不低于鹵水總體積的5% ；
3)待至少蒸發(fā)鹵水總體積10%的水后，停止減壓，使鹽析出；
4)待鹽析出后，排出上清液，得到碳酸鋰混鹽。
[0018]本發(fā)明方法中所稱的劇烈沸騰，指在將密閉容器內(nèi)的氣壓降低鹵水開(kāi)始沸騰后，3 min內(nèi)水的蒸發(fā)量不少于鹵水總體積的5%，優(yōu)選不少于6%、7%、8%、10%、11%。沸騰程度越劇烈，碳酸鋰析出的越多，收率越好，但當(dāng)3 min內(nèi)水的蒸發(fā)量超過(guò)鹵水總體積的15%后，碳酸鋰的析出量逐漸達(dá)到穩(wěn)態(tài)，經(jīng)濟(jì)的蒸發(fā)速率為3 min內(nèi)水的蒸發(fā)量占鹵水總體積的5?15%，優(yōu)選為8?15%。
[0019]優(yōu)選的，上述方法中，步驟3)中，停止減壓后，升溫至少10°C，保溫使鹽析出。進(jìn)一步升溫可以顯著提高碳酸鋰的純度，利于后續(xù)的生產(chǎn)純化。
[0020]優(yōu)選的，上述方法中，在降低密閉容器內(nèi)的氣壓前，將碳酸鋰鹵水的溫度升溫至80°C以上。溫度的升高，有助于碳酸鋰的析出，同時(shí)可以使碳酸鋰的純度有一定的提高。
[0021]為使鹵水更易蒸發(fā)結(jié)晶，所使用的碳酸鋰鹵水優(yōu)選為濃縮后的鹵水，優(yōu)選的，上述方法中，碳酸鋰鹵水中碳酸鋰的質(zhì)量百分含量不低于6 g/L(相當(dāng)于鋰離子濃度1.13 g/L)，優(yōu)選為6.5?10 g/L。當(dāng)然，直接取自鹽湖的鹵水的也可以直接使用，只不過(guò)需要蒸發(fā)大量的溶劑，無(wú)形中延長(zhǎng)了操作時(shí)間。
[0022]優(yōu)選的，上述方法中，待蒸發(fā)鹵水總體積的10?25%的水后，停止減壓。這種情況下可以較為經(jīng)濟(jì)的條件生產(chǎn)得到盡可能多的碳酸鋰。
[0023]優(yōu)選的，上述方法中，使鹽析出時(shí)，保持鹵水靜置。
[0024]優(yōu)選的，上述方法中，在使鹽析出前，對(duì)鹵水進(jìn)行充分?jǐn)嚢琛?br>[0025]加劇鹵水沸騰程度的方法主要有:
1)使用抽真空將其中的氣體排出；
2)先向密閉容器增壓，之后卸壓；或結(jié)合抽真空使容器內(nèi)的壓力進(jìn)一步快速降低。
[0026]鹵水的濃縮可使用延長(zhǎng)劇烈沸騰的時(shí)間或任何公知的方法進(jìn)行。
[0027]以