一种氯化锂溶液深度除镁的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种氯化锂溶液深度除镁的方法，属于有色金属分离提纯技术领域。
【背景技术】
[0002]锂是重要的化工原料，广泛应用于冶金、材料、新能源等领域。锂和镁的性质接近且常共生，多数锂产品对镁的含量要求非常高，例如无水氯化锂、电池级碳酸锂等产品标准中均严格限定了镁的含量。因此在盐湖卤水提锂、氯化锂产品精制、电池级碳酸锂产品制备等诸多锂冶炼过程均面临锂镁分离的难题。从锂盐溶液中除镁的方法主要包括溶剂萃取法、离子交换法、膜分离、沉淀法等。溶剂萃取法在锂镁分离过程应用较少；离子交换法由于选择性较差、吸附容量较低等缺陷而难以实现工业化；膜分离技术虽然是很有发展前景的锂镁分离方法，但由于具有优良性能的一价离子选择性透过膜的制备瓶颈限制了其应用；而目前工业应用的沉淀法分离锂镁主要利用锂镁氢氧化物溶度积的差异，通过加入氨水、氢氧化钠等使得镁选择性沉淀而与锂分离，虽然过程操作简单，但氨水沉淀法无法深度除镁，氢氧化钠沉淀法则容易造成锂的损失，且对于某些不宜大幅度调整溶液pH值的锂盐体系则难以采用该方法分离镁。故亟需开发一种简单高效经济且适用范围广的锂盐溶液深度除镁的新方法。
【发明内容】
[0003]针对现有从含镁氯化锂溶液中除镁工艺存在除镁不彻底、成本高、过程较复杂，尤其是现有的氢氧化镁沉淀法对氯化锂溶液除镁过程中，采用氨水沉淀剂无法深度除镁，沉淀剂氢氧化钠容易造成锂的损失且对于某些不宜大幅度调整溶液PH值的锂盐体系难以采用该方法分离镁等缺陷，本发明的目的是在于提供一种基于磷酸盐或砷酸盐与镁盐反应生成沉淀原理对氯化锂溶液进行深度除镁的方法，该方法能将氯化锂溶液中的镁降低到0.01g/L以下，且锂损失小，获得高纯度氯化锂产品，该方法具有流程短、操作简单、生产成本低等优点，易于实现工业化应用。
[0004]为了实现本发明的目的，本发明提供了一种氯化锂溶液深度除镁的方法，该方法是将含镁的氯化锂原溶液调节pH至7.5?9.0后，加入磷酸盐和/或砷酸盐进行反应，生成镁的磷酸盐和/或砷酸盐沉淀，过滤分离出固体产物，得到镁浓度低于0.01g/L的氯化锂溶液。
[0005]本发明的技术方案通过控制氯化锂溶液的在适当的pH环境中，采用磷酸或砷酸盐与镁盐的沉淀反应，能将氯化锂溶液中少量的镁全部以镁的磷酸或砷酸盐进行沉淀，且后处理简单，只需要经过简单过滤除去即可。
[0006]本发明的氯化锂溶液深度除镁的方法还包括以下优选方案。
[0007]优选的方案中磷酸盐为磷酸铵盐。
[0008]优选的方案中砷酸盐为砷酸铵盐。
[0009]优选的方案中磷酸盐和/或砷酸盐与含镁的氯化锂原溶液中镁的总物质的量之比为2.5:1?6:1。
[0010]优选的方案中反应是在5?40°C温度下反应15分钟?4小时。
[0011]优选的方案中含镁的氯化锂原溶液中锂浓度为0.7?14g/L，镁浓度为0.2?3g/L0
[0012]优选的方案中采用盐酸、硫酸和硝酸中的至少一种酸溶液和/或氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液和氨水中的至少一种碱溶液调节含镁的氯化锂原溶液的pH。
[0013]本发明选用的磷酸盐和砷酸盐均为常规市售化工产品。磷酸盐和砷酸盐都为易溶于水的盐类。
[0014]优选的方案中最终得到的氯化锂溶液中镁锂物质的量之比低于3X10'
[0015]相对现有技术，本发明的有益效果:本发明首次将磷酸盐或砷酸盐与镁盐反应生成沉淀的原理用于对氯化锂溶液中镁离子进行深度脱除，且锂的损失量较少，实现了锂与镁的良好分离。本发明的方法操作简单，流程短，成本低，易于实现工业化应用。
【具体实施方式】
[0016]以下实施例旨在说明本
【发明内容】
，而不是进一步限定本发明的保护范围。实施例1
[0017]取100mL粗制氯化锂溶液，其中Li2O的浓度为14.95g/L，Mg的浓度为0.45g/L，加入1g三水磷酸铵，控制反应pH值为8.0，在25°C搅拌15分钟后过滤，滤液定容至100mL分析其中Li20、P、Mg浓度分别为14.45g/L、0.004g/L和0.007g/L，镁的除去率为98.44%。
[0018]对比实施例1
[0019]取100mL粗制氯化锂溶液，其中Li2O的浓度为14.95g/L，Mg的浓度为0.45g/L，加入1g磷酸，控制反应pH值为8.0，在25°C搅拌15分钟后过滤，滤液定容至100mL分析其中Li2O' P、Mg浓度分别为13.45g/L、0.24g/L和0.18g/L，镁的除去率为60%。
[0020]实施例2
[0021]取100mL粗制氯化锂溶液，其中Li2O的浓度为30g/L，Mg的浓度为3g/L，加入10g三水砷酸铵，控制反应pH值为8.5，在25°C搅拌4小时后过滤，滤液定容至100mL分析其中Li2O' As、Mg浓度分别为29.85g/L、0.005g/L和0.01g/L，镁的除去率为99.67%。
[0022]对比实施例2
[0023]取100mL粗制氯化锂溶液，其中Li2O的浓度为30g/L，Mg的浓度为3g/L，加入10g砷酸，控制反应pH值为8.5，在25°C搅拌4小时后过滤，滤液定容至100mL分析其中Li20、As、Mg 浓度分别为 20.15g/L、7.5g/L 和 0.44g/L，镁的除去率为 85.33%。
【主权项】
1.一种氯化锂溶液深度除镁的方法，其特征在于，将含镁的氯化锂原溶液调节pH至7.5?9.0后，加入磷酸盐和/或砷酸盐进行反应，生成镁的磷酸盐和/或砷酸盐沉淀，过滤分离出固体产物，得到镁浓度低于0.0lg/L的氯化锂溶液。2.根据权利要求1所述的氯化锂溶液深度除镁的方法，其特征在于，所述的磷酸盐为磷酸铵盐；所述的砷酸盐为砷酸铵盐。3.根据权利要求1或2所述的氯化锂溶液深度除镁的方法，其特征在于，磷酸盐和/或砷酸盐与含镁的氯化锂原溶液中镁的总物质的量之比为2.5:1?6:1。4.根据权利要求1所述的氯化锂溶液深度除镁的方法，其特征在于，所述的反应是在5?40°C温度下反应15分钟?4小时。5.根据权利要求1所述的氯化锂溶液深度除镁的方法，其特征在于，所述的含镁的氯化锂原溶液中锂浓度为0.7?14g/L，镁浓度为0.2?3g/L。6.根据权利要求1所述的从氯化锂溶液中除镁的方法，其特征在于，采用盐酸、硫酸和硝酸中的至少一种酸溶液和/或氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液和氨水中的至少一种碱溶液调节含镁的氯化锂原溶液的pH。
【专利摘要】本发明公开了一种氯化锂溶液深度除镁的方法，该方法是在含镁的氯化锂溶液中加入沉淀剂，使镁与之结合生成难溶化合物沉淀，锂则保留在溶液中，从而获得高纯氯化锂溶液；该方法不仅除镁效果好，产品纯度高，锂损失小，而且具有流程短、操作简单、生产成本低等优点，易于实现工业化应用。
【IPC分类】C22B26/12
【公开号】CN104962757
【申请号】CN201510340686
【发明人】曾理, 肖超, 肖连生, 张贵清, 李青刚, 曹佐英, 关文娟
【申请人】中南大学
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月18日