锂在自然界中是一种主要以固体锂矿石形式存在于锂辉石、锂云母等伟晶岩中,以锂离子形式存在于盐湖卤水、地下卤水及海水中。
据统计,世界已发现和新发现的锂资源中,卤水锂资源更丰富,约占地球锂资源的91%。近年来,由于卤水提锂具有成本低廉、工艺简单等优势,且固体锂矿资源日益枯竭,市场上由固体矿物生产的碳酸锂、氯化锂等锂产品大量减少,来源于卤水的锂产品比例大幅度提高,锂资源开发及应用方向发生了重大转折。
我国是一个锂资源大国,已探明的锂资源工业储量位居世界第二,仅次于玻利维亚。远景储量更为可观,尤其是液体锂矿资源非常丰富,卤水锂占79%。仅青海和西藏盐湖卤水中锂的远景储量就与世界其他国家目前已探明的总储量相当。
目前盐湖卤水提锂的主要方法包括沉淀法、溶剂萃取法、煅烧浸取法、碳化法、吸附法、膜分离技术和电渗析技术等,具体方法如下:
一、沉淀法
1、.碳酸盐沉淀法
碳酸盐沉淀法原理是向浓缩除硼后的卤水中加入强碱除去钙镁离子,再用纯碱沉淀出碳酸锂产品。此方法工艺简单,适用于低镁锂比的盐湖卤水。
2、铝酸盐沉淀法
铝酸盐沉淀法是通过向卤水中加入铝酸钠或铝酸钙,并通入CO2碳化生成活性Al(OH)3,控制铝锂比在一定条件下得到铝锂沉淀物,经过过滤后将锂从卤水提取出来,再经进一步处理得到Li2CO3产品。
二、溶剂萃取法
溶剂萃取法是当前国内外研究较多的盐湖提锂技术。对于高镁锂比盐湖卤水,较为合适的萃取剂为有机磷类,其它类型萃取剂多用于锂与碱金属的分离。溶剂萃取法成本偏高,另外萃取剂损失、设备腐蚀及对环境污染等也是萃取法需要解决的突出问题。
三、煅烧浸取法
传统的煅烧法是将提硼后的盐湖卤水蒸发浓缩得到MgCl2·6H2O和LiCl的固体混合物,再将上述混合物在℃——℃煅烧,MgCl2·6H2O热分解成MgO和HCl,然后水浸使LiCl和MgO分离。水中的Li+可通过深度除杂制的目标产物Li2CO3。煅烧后的MgO渣精制后可得到纯度98.5%的MgO副产品,HCl气体可制备盐酸。这种方法有利于综合利用锂、镁等资源,原料消耗少,但镁的利用造成流程复杂、设备腐蚀严重、蒸发水量较大及动力能耗过大,从而增加生产成本,该方法难以用于工业化生产。
四、碳化法
碳化法主要依据碳酸锂和二氧化碳、水反应生成溶解度较大的碳酸氢锂将卤水中锂与其它元素分离。这一工艺对盐湖资源的要求非常高,只有低镁锂比碳酸盐型盐湖才适合这种方法。
五、吸附法
吸附法生产工艺是利用有选择性的吸附剂将盐湖卤水中的锂离子吸附,再将锂离子洗脱下来,使锂离子与其它离子分离,便于后续工序转化利用。吸附法关键是寻找选择性能好、循环利用率高的吸附剂,还要求吸附剂制备方法简便,成本相对低,易洗脱,对环境无污染。
六、膜分离技术
分离膜由于空间位阻、道南效应和介电排斥效应对二价和多价离子有较高的截留性能,而对单价离子和小分子的截留性能相对较低,可用于镁锂之间的分离。浓缩膜可实现全部金属离子的浓缩性能,在锂离子的浓缩工艺中有着很好的应用。在卤水提锂工艺中,使用分离膜元件可以实现无废弃物排放,节能环保,工艺安全度高,流程短等特点,同时与其他工艺相比可大幅降低生产成本。
七、电渗析技术
电渗析技术利用离子交换膜对阴、阳离子的选择透过性,在外加直流电场的作用下使阴、阳离子发生定向迁移,使电解质得到分离、浓缩。近年来随着一价离子选择性交换膜的迅速发展,已有电渗析技术用于镁锂分离的研究报道。
以上,关于盐湖卤水提锂的主要方法就介绍到这里。您还想了解更多水资源的环保问题,可以