专利名称：从含锂卤水中直接制备高纯度锂化合物的方法
技术领域：
本发明涉及从含有杂质镁的卤水中回收锂，以及从所述卤水中制备纯化锂盐的方法。在浓缩锂必要时浓缩至浓度为至少4. 5wt%以后，大部分镁通过加入氯化钾溶液以光卤石的形式从卤水中沉淀出来。
背景技术：
锂经常存在于天然存在的卤水中，但仅是存在于卤水的众多离子中的一种。因此， 为了回收锂，经常需要除去卤水中的其它离子，以便于以锂盐形式回收纯度足可用于工业或制药领域的锂。例如，诸如镁、钠、钙和钾的阳离子可能与多种抗衡阴离子如氯化物、溴化物、硫酸盐、硝酸盐、硼酸盐等一起存在。含锂天然卤水的一些实例如下表所述。表I天然卤水组成
权利要求
1.降低含锂卤水中镁含量的方法，其包括调节卤水中的锂含量为4. 5 6. 9wt% ；加入足量KCl溶液至所述调节后的卤水中以光卤石形式沉淀镁；以及进一步浓缩所述卤水以光卤石形式进一步沉淀镁。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述卤水中Mg/Li的重量比降低到仅通过蒸发浓缩所能达到的比值以下。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在至少5.7%的锂浓度下所述卤水中Mg/ Li的重量比调节至O. I O. 22的范围。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，在至少一个蒸发池中所述卤水中Mg/Li的重量比被降低。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，在容器或管道中所述卤水中Mg/Li的重量比被降低。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，部分锂可以锂光卤石形式沉淀，但其量少于当 Mg/Li重量比没有调节到所述范围和不在所述范围内时的量。
7.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括镁作为碳酸盐或氢氧化物的步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，由于沉淀镁盐为碳酸盐或氢氧化物导致的料浆夹带而造成的锂损失，少于当镁不是通过加入所述KCl溶液以光卤石形式除去的损失。
9.通过从含锂齒水中直接制备高纯度碳酸锂的连续方法所制备的碳酸锂，其包括制备含有约6. (^1:%锂以及天然存在于卤水中的其它离子的卤水；加入KCl溶液以光卤石形式沉淀镁；萃取除去硼；加入之前沉淀步骤所得的含碳酸盐母液使镁以碳酸镁形式沉淀； 加入CaO和碳酸钠的溶液以除去钙和剩余的镁；加入苏打灰(soda ash)溶液从纯化后的卤水中沉淀碳酸锂；过滤所得溶液得到固体碳酸锂；在具有引入二氧化碳气体进口的反应器中制备碳酸锂水浆液料，并通过所述进口将二氧化碳气体引入所述水浆液料中以形成碳酸氢锂水溶液，所述反应器在-10 +40°C的温度范围；使所述碳酸氢锂水溶液通过过滤器以澄清所述溶液，且任选地通过离子交换柱进一步除去钙和镁；将所述过滤后的碳酸氢锂溶液引入到第二反应器，并调节溶液温度为60 100°C以沉淀得到钠低于O. 0002wt%、钙低于O. 00007wt%&镁低于O. 0000Iwt %的超纯碳酸锂。
10.根据权利要求9所述的碳酸锂，其中，所述碳酸氢锂溶液仅通过过滤器继而进入第二反应器在60 100°C沉淀得到钠含量低于O. 0002被％的低钠碳酸锂。
11.根据权利要求9所述的碳酸锂，其中，所述形成碳酸氢锂的反应器的温度为-5 +35°C，用于沉淀高纯度碳酸锂的反应器的温度为70 95°C。
12.根据权利要求9所述的碳酸锂，其中，所述碳酸氢锂溶液当低于周围温度时维持在高于或等于大气压下。
13.根据权利要求9所述的碳酸锂，其包括少于20ppm的杂质钠。
14.根据权利要求9所述的碳酸锂，其包括少于2ppm的杂质钠。
15.纯化的碳酸锂，其包括高于99.4wt %的Li2CO3 ;低于O. 0007wt %的Mg ;低于 O. OOlOwt%的 Na ;低于 O. 00025wt%^ K ;低于 O. 0120wt%^ Ca ;低于 O. OOOlwt%的 B ;低于O. 0002胃七％的八1 ;低于O. 000^^%的八8 ;低于O. 000^^%的卩6 ;低于O. OOlOwt %的Si ； 低于O. 00005 七％的211 ;低于O. 037wt%^ SO4 ;以及低于O. 005wt%的Cl，其通过从含锂水中直接制备高纯度碳酸锂的连续制备方法来制备，包括制备含有约6. 0wt%锂以及天然存在于卤水中的其它离子的卤水；加入KCl溶液使镁以光卤石形式沉淀；萃取除去硼；加入之前沉淀步骤所得的含有碳酸盐的母液和苏打灰溶液以沉淀碳酸镁；过滤除去碳酸镁； 加入CaO和苏打灰以除去镁和钙并得到纯化的含锂卤水；向所述纯化的含锂卤水中加入苏打灰以沉淀碳酸锂；过滤溶液回收沉淀的碳酸锂，在具有引入二氧化碳气体进口的反应器中制备碳酸锂水浆液料，并通过所述进口将二氧化碳气体引入所述浆液料中形成碳酸氢锂水溶液，其中，所述反应器在-10 +40°C的温度范围；使所述碳酸氢锂水溶液通过澄清过滤器，且任选地通过离子交换柱进一步除去钙和镁；将所述过滤后的碳酸氢锂溶液引入到第二反应器，并调节溶液温度为60 100°C以沉淀得到超纯碳酸锂；以及过滤、洗涤和干燥所述超纯碳酸锂。
16.碳酸锂，其包括高于99.995wt %的Li2CO3 ;低于O. OOOOlwt %的Mg ;低于 O. 0002wt % ^ Na ;低于 O. 00015wt%^ K ;低于 O. 00007wt % ^ Ca ;低于 O. OOOlwt %的 B ； 低于O. 0002胃七％的八1 ;低于O. 000^^%的八8 ;低于O. 000^^%的卩6 ;低于O. 0001Iwt % ^Si;低于 O. 000014wt%^ Zn ;低于 O. 0030wt%^ SO4 ;以及低于 O. 005wt%^ Cl，其通过从含锂卤水中直接制备高纯度碳酸锂的连续制备方法来制备，包括制备含有约6. 0wt%锂以及天然存在于卤水中的其它离子的卤水；加入KCl溶液使镁以光卤石形式沉淀；萃取除去硼；加入之前沉淀步骤所得的含有碳酸盐的母液和苏打灰溶液以沉淀碳酸镁；过滤除去碳酸镁；加入CaO和苏打灰以除去镁和钙得到纯化的含锂卤水；向所述纯化的含锂卤水中加入苏打灰以沉淀碳酸锂；过滤溶液回收沉淀的碳酸锂，在具有引入二氧化碳气体进口的反应器中制备碳酸锂水浆液料，通过所述进口将二氧化碳气体引入所述浆液料中形成碳酸氢锂水溶液，其中，所述反应器处于-10 +40°C的温度范围；使所述碳酸氢锂水溶液通过澄清过滤器，且任选地通过离子交换柱进一步除去钙和镁；将所述过滤后的碳酸氢锂溶液引入到第二反应器，并调节溶液温度为60 100°C以沉淀得到超纯碳酸锂。
17.氯化锂，其制备方法包括制备含约6. 0被％锂以及进一步含有括镁、钙和硫酸盐的卤水；加入KCl溶液使镁以光卤石形式沉淀；萃取除去硼；加入CaO或Ca(OH)2至所述卤水中以共沉淀镁和钙；冷却以通过沉淀除去氯化钠；加入钡盐以通过沉淀硫酸钡除去硫酸盐；加入草酸盐源以通过沉淀草酸钙除去残留钙；调节所述卤水的最终PH值约为7. O ；浓缩以沉淀氯化锂；以及过滤、任选地洗涤并干燥所述氯化锂。
18.根据权利要求17所述的氯化锂，其中，所述钡盐为氯化钡。
19.根据权利要求17所述的氯化锂，其中，所述草酸盐源为草酸。
20.根据权利要求17所述的氯化锂，其中，所述草酸盐源为草酸锂。
21.根据权利要求9所述的碳酸锂，其包括采用吸收塔以促进二氧化碳吸收的反应器。
22.根据权利要求9所述的碳酸锂，其中，所述吸收塔为筛板塔盘。
23.根据权利要求9所述的碳酸锂，其中，所述吸收塔为Schiebel塔。
24.根据权利要求10所述的碳酸锂，其中，其包括采用吸收塔以促进二氧化碳吸收的反应器。
25.根据权利要求10所述的碳酸锂，其中，所述吸收塔为筛板塔盘。
26.根据权利要求10所述的碳酸锂，其中，所述吸收塔为Schiebel塔。
27.根据权利要求11所述的碳酸锂，其包括采用吸收塔以促进二氧化碳吸收的反应器。
28.根据权利要求11所述的碳酸锂，其中，所述吸收塔为筛板塔盘。
29.根据权利要求11所述的碳酸锂，其中，所述吸收塔为Schiebel塔。
30.根据权利要求12所述的碳酸锂，其包括采用吸收塔以促进二氧化碳吸收的反应器。
31.根据权利要求12所述的碳酸锂，其中，所述吸收塔为筛板塔盘。
32.根据权利要求12所述的碳酸锂，其中，所述吸收塔为Schiebel塔。
33.根据权利要求13所述的碳酸锂，其包括采用吸收塔以促进二氧化碳吸收的反应器。
34.根据权利要求13所述的碳酸锂，其中，所述吸收塔为筛板塔盘。
35.根据权利要求13所述的碳酸锂，其中，所述吸收塔为Schiebel塔。
36.根据权利要求14所述的碳酸锂，其包括采用吸收塔以促进二氧化碳吸收的反应器。
37.根据权利要求14所述的碳酸锂，其中，所述吸收塔为筛板塔盘。
38.根据权利要求14所述的碳酸锂，其中，所述吸收塔为Schiebel塔。
39.根据权利要求15所述的碳酸锂，其包括采用吸收塔以促进二氧化碳吸收的反应器。
40.根据权利要求15所述的碳酸锂，其中，所述吸收塔为筛板塔盘。
41.根据权利要求15所述的碳酸锂，其中，所述吸收塔为Schiebel塔。
42.根据权利要求16所述的碳酸锂，其包括采用吸收塔以促进二氧化碳吸收的反应器。
43.根据权利要求16所述的碳酸锂，其中，所述吸收塔为筛板塔盘。
44.根据权利要求16所述的碳酸锂，其中，所述吸收塔为Schiebel塔。
全文摘要
本发明为从含锂卤水中直接制备高纯度锂化合物的方法，公开了通过往卤水中加入KCl水溶液以光卤石形式沉淀至少部分镁来降低含锂卤水中镁含量的方法。本发明还公开了采用该除镁方法制备的锂盐。
文档编号C01D15/04GK102602965SQ20111036169
公开日2012年7月25日 申请日期2011年11月15日 优先权日2011年1月20日
发明者丹尼尔·阿尔弗雷德·勃瑞塔, 安德努·约翰·唐纳森 申请人:凯米涛弗特公司