從含鋰滷水中直接製備高純度鋰化合物的方法

2023-04-29 17:41:11 1

專利名稱：從含鋰滷水中直接製備高純度鋰化合物的方法
技術領域：
本發明涉及從含有雜質鎂的滷水中回收鋰，以及從所述滷水中製備純化鋰鹽的方法。在濃縮鋰必要時濃縮至濃度為至少4. 5wt%以後，大部分鎂通過加入氯化鉀溶液以光滷石的形式從滷水中沉澱出來。
背景技術：
鋰經常存在於天然存在的滷水中，但僅是存在於滷水的眾多離子中的一種。因此， 為了回收鋰，經常需要除去滷水中的其它離子，以便於以鋰鹽形式回收純度足可用於工業或製藥領域的鋰。例如，諸如鎂、鈉、鈣和鉀的陽離子可能與多種抗衡陰離子如氯化物、溴化物、硫酸鹽、硝酸鹽、硼酸鹽等一起存在。含鋰天然滷水的一些實例如下表所述。表I天然滷水組成
權利要求
1.降低含鋰滷水中鎂含量的方法，其包括調節滷水中的鋰含量為4. 5 6. 9wt% ；加入足量KCl溶液至所述調節後的滷水中以光滷石形式沉澱鎂；以及進一步濃縮所述滷水以光滷石形式進一步沉澱鎂。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述滷水中Mg/Li的重量比降低到僅通過蒸發濃縮所能達到的比值以下。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，在至少5.7%的鋰濃度下所述滷水中Mg/ Li的重量比調節至O. I O. 22的範圍。
4.根據權利要求3所述的方法，其中，在至少一個蒸發池中所述滷水中Mg/Li的重量比被降低。
5.根據權利要求3所述的方法，其中，在容器或管道中所述滷水中Mg/Li的重量比被降低。
6.根據權利要求3所述的方法，其中，部分鋰可以鋰光滷石形式沉澱，但其量少於當 Mg/Li重量比沒有調節到所述範圍和不在所述範圍內時的量。
7.根據權利要求3所述的方法，其進一步包括鎂作為碳酸鹽或氫氧化物的步驟。
8.根據權利要求7所述的方法，其中，由於沉澱鎂鹽為碳酸鹽或氫氧化物導致的料漿夾帶而造成的鋰損失，少於當鎂不是通過加入所述KCl溶液以光滷石形式除去的損失。
9.通過從含鋰齒水中直接製備高純度碳酸鋰的連續方法所製備的碳酸鋰，其包括製備含有約6. (^1:%鋰以及天然存在於滷水中的其它離子的滷水；加入KCl溶液以光滷石形式沉澱鎂；萃取除去硼；加入之前沉澱步驟所得的含碳酸鹽母液使鎂以碳酸鎂形式沉澱； 加入CaO和碳酸鈉的溶液以除去鈣和剩餘的鎂；加入蘇打灰(soda ash)溶液從純化後的滷水中沉澱碳酸鋰；過濾所得溶液得到固體碳酸鋰；在具有引入二氧化碳氣體進口的反應器中製備碳酸鋰水漿液料，並通過所述進口將二氧化碳氣體引入所述水漿液料中以形成碳酸氫鋰水溶液，所述反應器在-10 +40°C的溫度範圍；使所述碳酸氫鋰水溶液通過過濾器以澄清所述溶液，且任選地通過離子交換柱進一步除去鈣和鎂；將所述過濾後的碳酸氫鋰溶液引入到第二反應器，並調節溶液溫度為60 100°C以沉澱得到鈉低於O. 0002wt%、鈣低於O. 00007wt%&鎂低於O. 0000Iwt %的超純碳酸鋰。
10.根據權利要求9所述的碳酸鋰，其中，所述碳酸氫鋰溶液僅通過過濾器繼而進入第二反應器在60 100°C沉澱得到鈉含量低於O. 0002被％的低鈉碳酸鋰。
11.根據權利要求9所述的碳酸鋰，其中，所述形成碳酸氫鋰的反應器的溫度為-5 +35°C，用於沉澱高純度碳酸鋰的反應器的溫度為70 95°C。
12.根據權利要求9所述的碳酸鋰，其中，所述碳酸氫鋰溶液當低於周圍溫度時維持在高於或等於大氣壓下。
13.根據權利要求9所述的碳酸鋰，其包括少於20ppm的雜質鈉。
14.根據權利要求9所述的碳酸鋰，其包括少於2ppm的雜質鈉。
15.純化的碳酸鋰，其包括高於99.4wt %的Li2CO3 ;低於O. 0007wt %的Mg ;低於 O. OOlOwt%的 Na ;低於 O. 00025wt%^ K ;低於 O. 0120wt%^ Ca ;低於 O. OOOlwt%的 B ;低於O. 0002胃七％的八1 ;低於O. 000^^%的八8 ;低於O. 000^^%的卩6 ;低於O. OOlOwt %的Si ； 低於O. 00005 七％的211 ;低於O. 037wt%^ SO4 ;以及低於O. 005wt%的Cl，其通過從含鋰水中直接製備高純度碳酸鋰的連續製備方法來製備，包括製備含有約6. 0wt%鋰以及天然存在於滷水中的其它離子的滷水；加入KCl溶液使鎂以光滷石形式沉澱；萃取除去硼；加入之前沉澱步驟所得的含有碳酸鹽的母液和蘇打灰溶液以沉澱碳酸鎂；過濾除去碳酸鎂； 加入CaO和蘇打灰以除去鎂和鈣並得到純化的含鋰滷水；向所述純化的含鋰滷水中加入蘇打灰以沉澱碳酸鋰；過濾溶液回收沉澱的碳酸鋰，在具有引入二氧化碳氣體進口的反應器中製備碳酸鋰水漿液料，並通過所述進口將二氧化碳氣體引入所述漿液料中形成碳酸氫鋰水溶液，其中，所述反應器在-10 +40°C的溫度範圍；使所述碳酸氫鋰水溶液通過澄清過濾器，且任選地通過離子交換柱進一步除去鈣和鎂；將所述過濾後的碳酸氫鋰溶液引入到第二反應器，並調節溶液溫度為60 100°C以沉澱得到超純碳酸鋰；以及過濾、洗滌和乾燥所述超純碳酸鋰。
16.碳酸鋰，其包括高於99.995wt %的Li2CO3 ;低於O. OOOOlwt %的Mg ;低於 O. 0002wt % ^ Na ;低於 O. 00015wt%^ K ;低於 O. 00007wt % ^ Ca ;低於 O. OOOlwt %的 B ； 低於O. 0002胃七％的八1 ;低於O. 000^^%的八8 ;低於O. 000^^%的卩6 ;低於O. 0001Iwt % ^Si;低於 O. 000014wt%^ Zn ;低於 O. 0030wt%^ SO4 ;以及低於 O. 005wt%^ Cl，其通過從含鋰滷水中直接製備高純度碳酸鋰的連續製備方法來製備，包括製備含有約6. 0wt%鋰以及天然存在於滷水中的其它離子的滷水；加入KCl溶液使鎂以光滷石形式沉澱；萃取除去硼；加入之前沉澱步驟所得的含有碳酸鹽的母液和蘇打灰溶液以沉澱碳酸鎂；過濾除去碳酸鎂；加入CaO和蘇打灰以除去鎂和鈣得到純化的含鋰滷水；向所述純化的含鋰滷水中加入蘇打灰以沉澱碳酸鋰；過濾溶液回收沉澱的碳酸鋰，在具有引入二氧化碳氣體進口的反應器中製備碳酸鋰水漿液料，通過所述進口將二氧化碳氣體引入所述漿液料中形成碳酸氫鋰水溶液，其中，所述反應器處於-10 +40°C的溫度範圍；使所述碳酸氫鋰水溶液通過澄清過濾器，且任選地通過離子交換柱進一步除去鈣和鎂；將所述過濾後的碳酸氫鋰溶液引入到第二反應器，並調節溶液溫度為60 100°C以沉澱得到超純碳酸鋰。
17.氯化鋰，其製備方法包括製備含約6. 0被％鋰以及進一步含有括鎂、鈣和硫酸鹽的滷水；加入KCl溶液使鎂以光滷石形式沉澱；萃取除去硼；加入CaO或Ca(OH)2至所述滷水中以共沉澱鎂和鈣；冷卻以通過沉澱除去氯化鈉；加入鋇鹽以通過沉澱硫酸鋇除去硫酸鹽；加入草酸鹽源以通過沉澱草酸鈣除去殘留鈣；調節所述滷水的最終PH值約為7. O ；濃縮以沉澱氯化鋰；以及過濾、任選地洗滌並乾燥所述氯化鋰。
18.根據權利要求17所述的氯化鋰，其中，所述鋇鹽為氯化鋇。
19.根據權利要求17所述的氯化鋰，其中，所述草酸鹽源為草酸。
20.根據權利要求17所述的氯化鋰，其中，所述草酸鹽源為草酸鋰。
21.根據權利要求9所述的碳酸鋰，其包括採用吸收塔以促進二氧化碳吸收的反應器。
22.根據權利要求9所述的碳酸鋰，其中，所述吸收塔為篩板塔盤。
23.根據權利要求9所述的碳酸鋰，其中，所述吸收塔為Schiebel塔。
24.根據權利要求10所述的碳酸鋰，其中，其包括採用吸收塔以促進二氧化碳吸收的反應器。
25.根據權利要求10所述的碳酸鋰，其中，所述吸收塔為篩板塔盤。
26.根據權利要求10所述的碳酸鋰，其中，所述吸收塔為Schiebel塔。
27.根據權利要求11所述的碳酸鋰，其包括採用吸收塔以促進二氧化碳吸收的反應器。
28.根據權利要求11所述的碳酸鋰，其中，所述吸收塔為篩板塔盤。
29.根據權利要求11所述的碳酸鋰，其中，所述吸收塔為Schiebel塔。
30.根據權利要求12所述的碳酸鋰，其包括採用吸收塔以促進二氧化碳吸收的反應器。
31.根據權利要求12所述的碳酸鋰，其中，所述吸收塔為篩板塔盤。
32.根據權利要求12所述的碳酸鋰，其中，所述吸收塔為Schiebel塔。
33.根據權利要求13所述的碳酸鋰，其包括採用吸收塔以促進二氧化碳吸收的反應器。
34.根據權利要求13所述的碳酸鋰，其中，所述吸收塔為篩板塔盤。
35.根據權利要求13所述的碳酸鋰，其中，所述吸收塔為Schiebel塔。
36.根據權利要求14所述的碳酸鋰，其包括採用吸收塔以促進二氧化碳吸收的反應器。
37.根據權利要求14所述的碳酸鋰，其中，所述吸收塔為篩板塔盤。
38.根據權利要求14所述的碳酸鋰，其中，所述吸收塔為Schiebel塔。
39.根據權利要求15所述的碳酸鋰，其包括採用吸收塔以促進二氧化碳吸收的反應器。
40.根據權利要求15所述的碳酸鋰，其中，所述吸收塔為篩板塔盤。
41.根據權利要求15所述的碳酸鋰，其中，所述吸收塔為Schiebel塔。
42.根據權利要求16所述的碳酸鋰，其包括採用吸收塔以促進二氧化碳吸收的反應器。
43.根據權利要求16所述的碳酸鋰，其中，所述吸收塔為篩板塔盤。
44.根據權利要求16所述的碳酸鋰，其中，所述吸收塔為Schiebel塔。
全文摘要
本發明為從含鋰滷水中直接製備高純度鋰化合物的方法，公開了通過往滷水中加入KCl水溶液以光滷石形式沉澱至少部分鎂來降低含鋰滷水中鎂含量的方法。本發明還公開了採用該除鎂方法製備的鋰鹽。
文檔編號C01D15/04GK102602965SQ20111036169
公開日2012年7月25日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年1月20日
發明者丹尼爾·阿爾弗雷德·勃瑞塔, 安德努·約翰·唐納森 申請人:凱米濤弗特公司