利用高原硫酸鹽型鹽湖滷水製備鋰鹽礦的方法
2023-10-21 04:04:52 1
專利名稱：利用高原硫酸鹽型鹽湖滷水製備鋰鹽礦的方法
技術領域：
本發明涉及鹽湖滷水的開發利用工藝，尤其涉一種利用高原硫酸鹽型鹽湖滷水製備鋰鹽礦的方法。
背景技術：
有21世紀的「能源新貴」之稱的鋰是自然界最輕、最活潑的金屬元素，是一種新能源原料。自然界中鋰資源主要存在於花崗偉晶巖型礦床、鹽湖滷水、海水及地熱水中。
中國是世界上鹽湖鋰資源最豐富的國家之一，我國的青藏高原上有數量眾多的鹽湖。其中青海柴達木地區鹽湖如察爾汗鹽湖、大柴旦鹽湖、東西臺吉乃爾鹽湖、一裡坪鹽湖、尕斯庫勒鹽湖等，經過國家幾十年的大量投資，基礎設施如公路、鐵路、電力、水資源等條件較好，已經開發或已具備開發條件，其中察爾汗鹽湖已成為我國最大的鹽湖鉀肥生產基地。在這些鹽湖的開發中，人們堅持不懈地試圖實現鉀、鋰、硼、鎂、鈉等資源的綜合利用，有些技術已成功實現工業性試生產，但真正實現大規模工業生產的只有鉀肥，鈉鹽、鎂鹽系列產品的生產初具規模，但硼、鋰的生產依然困難重重。高原鹽湖地區的環境條件比較惡劣，嚴重影響鹽湖滷水的開發利用，主要原因在於:海拔高，比如西藏鹽湖一般海拔在4000 5000m範圍，高者達5000m以上，自然環境極其惡劣，生態環境非常脆弱，環保要求高；交通不便，比如西藏地區鹽湖交通條件極差，遠離國道，條件最好的也只有沙石路可以到達，而且遠離產品市場消費區域，運距最短也有2000km，大部分在3000km以上；基礎設施基本空白，遠離電網，沒有建設大規模化工廠的條件，方圓數百公裡沒有化工企業和可供利用的輔助設施。然而，高原鹽湖地區具有日照時間長，年溫差和晝夜溫差大，乾旱少雨，風大等有利自然條件，本發明旨在充分利用高原鹽湖地區的自然能資源，實現高原硫酸鹽型滷水中鋰元素的富集分離。
發明內容
為此，本發明提供一種利用高原硫酸鹽型鹽湖滷水製備鋰鹽礦的方法，充分利用鹽湖地區天然的自然條件、節能、環保無汙染。一種利用高原硫酸鹽型鹽湖滷水製備鋰鹽礦的方法，其包括步驟:第一步，將硫酸鹽型鹽湖原始滷水蒸發到氯化鈉飽和狀態，在高原冬季的溫度環境下，滷水的溫度為-30°C 0°C時進行冷凍析出芒硝，控制滷水中硫酸根離子的含量為lg/L 7g/L時進行固液分離；第二步，將析出芒硝後的滷水在高原春夏季的溫度環境下，滷水的溫度為OV 40°C時蒸發析出氯化鈉，當開始析出鉀鹽時進行固液分離；第三步，對析出氯化鈉後的滷水進行自然蒸發依次析出鉀石鹽、光滷石、瀉利鹽，控制滷水中鋰離子濃度大於或等於6g/L後進行固液分離，固液分離後的滷水為高氯化鎂含量的滷水；第四步，將所述高氯化鎂含量的滷水與芒硝混合反應析出鈉鹽和鎂鹽，控制溶液中鎂鋰比小於或等於8:1時進行固液分離，得到富硼鋰滷水；第五步，將所述富硼鋰滷水蒸發到硼或鋰元素的含量達到預定值時與水或原始滷水混合反應，析出硼礦，當開始析出鋰鹽時固液分離，固液分離後得到富鋰滷水；第六步，將所述富鋰滷水導入鋰鹽池中，蒸發析出鋰鹽礦。可選地，所述高原硫酸鹽型鹽湖原始滷水的組成為=B2O3為0.1 3g/L，Li為
0.1 2g/L，K 為 I 25g/L，Na 為 10 120g/L，Mg 為 10 120g/L，SO廣為 I 40g/L，Br 為 0.01 0.50g/L, Cl 為 90 300g/L。可選地，所述第二步中，在高原冬季的溫度環境下，滷水的溫度為-30°C -20°C的條件下進行冷凍析出芒硝，固液分離後的滷水中硫酸根離子的含量減少90%以上。可選地，所述第四步中的芒硝採用第一步冷凍析出的芒硝。可選地，所述第四步中高氯化鎂含量的滷水與芒硝混合反應的溫度控制在_5°C 40。。。可選地，所述第五步中，所述蒸發到鋰或硼的含量達到預定值的富硼鋰滷水與淡水或原始滷水的體積比為50% 500%。可選地，在第五步中，將第四步得到的富硼鋰滷水蒸發到鋰離子濃度為6g/L 15g/L時與所述淡水或原始滷水混合反應。可選地，在第五步中，將所述富硼鋰滷水蒸發到以B2O3計的硼的濃度大於或等於20g/L時與所述水或原始滷水混合反應。
可選地，所述第六步中，通過自然升溫-蒸發法將鋰以Li2SO4 H2O的形式結晶析出。 可選地，在-10°C 50°C的溫度環境下，通過自然升溫-蒸發法處理所述富鋰滷水得到Li2SO4 H2O純度為30%以上的鋰鹽礦。與現有技術相比，本發明具有以下優點:首先，本發明整個工藝流程中，利用鹽湖地區天然的溫度條件，對天然鹽湖硫酸鹽型滷水中有用元素進行富集處理，無需額外添加化學物質，環保無汙染，且大大降低生產成本。其次，在冬季冷凍析出芒硝的步驟中，有意識的控制硫酸根離子的含量，S卩，控制滷水中硫酸根濃度在lg/L 7g/L範圍內，使得滷水中鉀元素高效去除。再其次，除去鉀之後的滷水中硼、鋰和大量鎂的共存，利用本方法過程產物芒硝回兌到高氯化鎂含量的滷水中除去鎂，降低滷水中的鎂鋰比例，特別是，控制鎂鋰比8:1以下，對硼、鋰的富集具有關鍵作用。再次，在除去硼的步驟中，利用水或原始滷水和富硼理滷水混合反應，相對於現有技術利用酸化法，環保無汙染，且可以得到純度高達90%以上的硼礦。最後，通過上述一系列去除鉀、鎂、硼的步驟，滷水中鋰元素得到高品位的富集，得到富鋰滷水，進而蒸發獲得鋰鹽礦。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，對本發明進行詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。本發明利用高原硫酸鹽型鹽湖滷水製備鋰鹽礦的方法具體分步驟描述如下:第一步:將高原硫酸鹽型鹽湖原始滷水導入預曬池進行蒸發，通過控制滷水的進水量調節滷水中的鈉離子和硫酸根離子的含量，使滷水中鈉離子的濃度至氯化鈉飽和狀態，且硫酸根離子的濃度為5g/L 25g/L。 本發明所用的硫酸鹽型鹽湖滷水可以為任一高原型硫酸鹽型鹽湖滷水，例如青藏高原、安第斯高原等，只要所用硫酸鹽型鹽湖滷水的組成滿足下表一中所述的組成即可。表一
權利要求
1.一種利用高原硫酸鹽型鹽湖滷水製備鋰鹽礦的方法，其包括步驟: 第一步，將硫酸鹽型鹽湖原始滷水蒸發到氯化鈉飽和狀態，在高原冬季的溫度環境下，滷水的溫度為-30°C 0°C時進行冷凍析出芒硝，控制滷水中硫酸根離子的含量為lg/L 7g/L時進行固液分尚； 第二步，將析出芒硝後的滷水在高原春夏季的溫度環境下，滷水的溫度為0°C 40°C時蒸發析出氯化鈉，當開始析出鉀鹽時進行固液分離； 第三步，對析出氯化鈉後的滷水進行自然蒸發依次析出鉀石鹽、光滷石、瀉利鹽，控制滷水中鋰離子濃度大於或等於6g/L後進行固液分離，固液分離後得到高氯化鎂含量的滷水； 第四步，將所述高氯化鎂含量的滷水與芒硝混合反應析出鈉鹽和鎂鹽，控制溶液中鎂鋰比小於或等於8:1時進行固液分離，得到富硼鋰滷水； 第五步，將所述富硼鋰滷水蒸發到硼或鋰元素的含量達到預定值時與水或原始滷水混合反應，析出硼礦，當開始析出鋰鹽時固液分離，固液分離後得到富鋰滷水； 第六步，將所述富鋰滷水導入鋰鹽池中，蒸發析出鋰鹽礦。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述高原硫酸鹽型鹽湖原始滷水的組成為:B2O3 為 0.1 3g/L, Li 為 0.1 2g/L, K 為 I 25g/L, Na 為 10 120g/L, Mg 為 10 120g/L, SO廣為 I 40g/L，Br 為 0.01 0.50g/L, Cl 為 90 300g/L。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述第二步中，在高原冬季的溫度環境下，滷水的溫度為-30°C -20°C的條件下進行冷凍析出芒硝，固液分離後的滷水中硫酸根離子的含量減少90%以上。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述第四步中的芒硝採用第一步冷凍析出的芒硝。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述第四步中高氯化鎂含量的滷水與芒硝混合反應的溫度控制在-5V 40°C。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述第五步中，所述蒸發到鋰或硼的含量達到預定值的富硼鋰滷水與淡水或原始滷水的體積比為50% 500%。
7.如權利要求1所述的方法，其特徵在於:在第五步中，將第四步得到的富硼鋰滷水蒸發到鋰離子濃度為6g/L 15g/L時與所述淡水或原始滷水混合反應。
8.如權利要求1所述的方法，其特徵在於:在第五步中，將所述富硼鋰滷水蒸發到以B2O3計的硼的濃度大於或等於20g/L時與所述水或原始滷水混合反應。
9.如權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述第六步中，通過自然升溫-蒸發法將鋰以Li2SO4 H2O的形式結晶析出。
10.如權利要求9所述的方法，其特徵在於:在-10°C 50°C的溫度環境下，通過自然升溫-蒸發法處理所述富鋰滷水得到Li2SO4 H2O純度為30%以上的鋰鹽礦。
全文摘要
一種利用高原硫酸鹽型鹽湖滷水製備鋰鹽礦的方法，其包括步驟將硫酸鹽型鹽湖滷水蒸發到氯化鈉飽和狀態，在冬季冷凍析出芒硝，控制滷水中硫酸根離子的含量為1g/L～7g/L時進行固液分離；將析出芒硝後的滷水在春夏季蒸發析出氯化鈉；對析出氯化鈉後的滷水蒸發析出鉀石鹽、光滷石、瀉利鹽，控制滷水中鋰離子濃度大於或等於6g/L後進行固液分離，固液分離後的滷水為高氯化鎂含量的滷水；將高氯化鎂含量的滷水與芒硝混合反應析出鈉鹽和鎂鹽，控制溶液中鎂鋰比小於或等於81時進行固液分離，得到富硼鋰滷水；將富硼鋰滷水與水反應析出硼礦，固液分離後得到富鋰滷水；將富鋰滷水導入鋰鹽池中蒸發析出鋰鹽礦。
文檔編號C01D15/06GK103204523SQ201310124579
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月11日 優先權日2012年10月18日
發明者李武, 董亞萍, 喬弘志, 孟慶芬, 邊紹菊, 劉鑫, 高丹丹, 唐梓, 於洪, 肖樹陽, 彭嬌玉 申請人:中國科學院青海鹽湖研究所, 西藏阿里旭升鹽湖資源開發有限公司