专利名称：利用高原硫酸盐型盐湖卤水制备锂盐矿的方法
技术领域：
本发明涉及盐湖卤水的开发利用工艺，尤其涉一种利用高原硫酸盐型盐湖卤水制备锂盐矿的方法。
背景技术：
有21世纪的“能源新贵”之称的锂是自然界最轻、最活泼的金属元素，是一种新能源原料。自然界中锂资源主要存在于花岗伟晶岩型矿床、盐湖卤水、海水及地热水中。
中国是世界上盐湖锂资源最丰富的国家之一，我国的青藏高原上有数量众多的盐湖。其中青海柴达木地区盐湖如察尔汗盐湖、大柴旦盐湖、东西台吉乃尔盐湖、一里坪盐湖、尕斯库勒盐湖等，经过国家几十年的大量投资，基础设施如公路、铁路、电力、水资源等条件较好，已经开发或已具备开发条件，其中察尔汗盐湖已成为我国最大的盐湖钾肥生产基地。在这些盐湖的开发中，人们坚持不懈地试图实现钾、锂、硼、镁、钠等资源的综合利用，有些技术已成功实现工业性试生产，但真正实现大规模工业生产的只有钾肥，钠盐、镁盐系列产品的生产初具规模，但硼、锂的生产依然困难重重。高原盐湖地区的环境条件比较恶劣，严重影响盐湖卤水的开发利用，主要原因在于:海拔高，比如西藏盐湖一般海拔在4000 5000m范围，高者达5000m以上，自然环境极其恶劣，生态环境非常脆弱，环保要求高；交通不便，比如西藏地区盐湖交通条件极差，远离国道，条件最好的也只有沙石路可以到达，而且远离产品市场消费区域，运距最短也有2000km，大部分在3000km以上；基础设施基本空白，远离电网，没有建设大规模化工厂的条件，方圆数百公里没有化工企业和可供利用的辅助设施。然而，高原盐湖地区具有日照时间长，年温差和昼夜温差大，干旱少雨，风大等有利自然条件，本发明旨在充分利用高原盐湖地区的自然能资源，实现高原硫酸盐型卤水中锂元素的富集分离。
发明内容
为此，本发明提供一种利用高原硫酸盐型盐湖卤水制备锂盐矿的方法，充分利用盐湖地区天然的自然条件、节能、环保无污染。一种利用高原硫酸盐型盐湖卤水制备锂盐矿的方法，其包括步骤:第一步，将硫酸盐型盐湖原始卤水蒸发到氯化钠饱和状态，在高原冬季的温度环境下，卤水的温度为-30°C 0°C时进行冷冻析出芒硝，控制卤水中硫酸根离子的含量为lg/L 7g/L时进行固液分离；第二步，将析出芒硝后的卤水在高原春夏季的温度环境下，卤水的温度为OV 40°C时蒸发析出氯化钠，当开始析出钾盐时进行固液分离；第三步，对析出氯化钠后的卤水进行自然蒸发依次析出钾石盐、光卤石、泻利盐，控制卤水中锂离子浓度大于或等于6g/L后进行固液分离，固液分离后的卤水为高氯化镁含量的卤水；第四步，将所述高氯化镁含量的卤水与芒硝混合反应析出钠盐和镁盐，控制溶液中镁锂比小于或等于8:1时进行固液分离，得到富硼锂卤水；第五步，将所述富硼锂卤水蒸发到硼或锂元素的含量达到预定值时与水或原始卤水混合反应，析出硼矿，当开始析出锂盐时固液分离，固液分离后得到富锂卤水；第六步，将所述富锂卤水导入锂盐池中，蒸发析出锂盐矿。可选地，所述高原硫酸盐型盐湖原始卤水的组成为=B2O3为0.1 3g/L，Li为
0.1 2g/L，K 为 I 25g/L，Na 为 10 120g/L，Mg 为 10 120g/L，SO广为 I 40g/L，Br 为 0.01 0.50g/L, Cl 为 90 300g/L。可选地，所述第二步中，在高原冬季的温度环境下，卤水的温度为-30°C -20°C的条件下进行冷冻析出芒硝，固液分离后的卤水中硫酸根离子的含量减少90%以上。可选地，所述第四步中的芒硝采用第一步冷冻析出的芒硝。可选地，所述第四步中高氯化镁含量的卤水与芒硝混合反应的温度控制在_5°C 40。。。可选地，所述第五步中，所述蒸发到锂或硼的含量达到预定值的富硼锂卤水与淡水或原始卤水的体积比为50% 500%。可选地，在第五步中，将第四步得到的富硼锂卤水蒸发到锂离子浓度为6g/L 15g/L时与所述淡水或原始卤水混合反应。可选地，在第五步中，将所述富硼锂卤水蒸发到以B2O3计的硼的浓度大于或等于20g/L时与所述水或原始卤水混合反应。
可选地，所述第六步中，通过自然升温-蒸发法将锂以Li2SO4 H2O的形式结晶析出。 可选地，在-10°C 50°C的温度环境下，通过自然升温-蒸发法处理所述富锂卤水得到Li2SO4 H2O纯度为30%以上的锂盐矿。与现有技术相比，本发明具有以下优点:首先，本发明整个工艺流程中，利用盐湖地区天然的温度条件，对天然盐湖硫酸盐型卤水中有用元素进行富集处理，无需额外添加化学物质，环保无污染，且大大降低生产成本。其次，在冬季冷冻析出芒硝的步骤中，有意识的控制硫酸根离子的含量，S卩，控制卤水中硫酸根浓度在lg/L 7g/L范围内，使得卤水中钾元素高效去除。再其次，除去钾之后的卤水中硼、锂和大量镁的共存，利用本方法过程产物芒硝回兑到高氯化镁含量的卤水中除去镁，降低卤水中的镁锂比例，特别是，控制镁锂比8:1以下，对硼、锂的富集具有关键作用。再次，在除去硼的步骤中，利用水或原始卤水和富硼理卤水混合反应，相对于现有技术利用酸化法，环保无污染，且可以得到纯度高达90%以上的硼矿。最后，通过上述一系列去除钾、镁、硼的步骤，卤水中锂元素得到高品位的富集，得到富锂卤水，进而蒸发获得锂盐矿。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明利用高原硫酸盐型盐湖卤水制备锂盐矿的方法具体分步骤描述如下:第一步:将高原硫酸盐型盐湖原始卤水导入预晒池进行蒸发，通过控制卤水的进水量调节卤水中的钠离子和硫酸根离子的含量，使卤水中钠离子的浓度至氯化钠饱和状态，且硫酸根离子的浓度为5g/L 25g/L。 本发明所用的硫酸盐型盐湖卤水可以为任一高原型硫酸盐型盐湖卤水，例如青藏高原、安第斯高原等，只要所用硫酸盐型盐湖卤水的组成满足下表一中所述的组成即可。表一
权利要求
1.一种利用高原硫酸盐型盐湖卤水制备锂盐矿的方法，其包括步骤: 第一步，将硫酸盐型盐湖原始卤水蒸发到氯化钠饱和状态，在高原冬季的温度环境下，卤水的温度为-30°C 0°C时进行冷冻析出芒硝，控制卤水中硫酸根离子的含量为lg/L 7g/L时进行固液分尚； 第二步，将析出芒硝后的卤水在高原春夏季的温度环境下，卤水的温度为0°C 40°C时蒸发析出氯化钠，当开始析出钾盐时进行固液分离； 第三步，对析出氯化钠后的卤水进行自然蒸发依次析出钾石盐、光卤石、泻利盐，控制卤水中锂离子浓度大于或等于6g/L后进行固液分离，固液分离后得到高氯化镁含量的卤水； 第四步，将所述高氯化镁含量的卤水与芒硝混合反应析出钠盐和镁盐，控制溶液中镁锂比小于或等于8:1时进行固液分离，得到富硼锂卤水； 第五步，将所述富硼锂卤水蒸发到硼或锂元素的含量达到预定值时与水或原始卤水混合反应，析出硼矿，当开始析出锂盐时固液分离，固液分离后得到富锂卤水； 第六步，将所述富锂卤水导入锂盐池中，蒸发析出锂盐矿。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述高原硫酸盐型盐湖原始卤水的组成为:B2O3 为 0.1 3g/L, Li 为 0.1 2g/L, K 为 I 25g/L, Na 为 10 120g/L, Mg 为 10 120g/L, SO广为 I 40g/L，Br 为 0.01 0.50g/L, Cl 为 90 300g/L。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述第二步中，在高原冬季的温度环境下，卤水的温度为-30°C -20°C的条件下进行冷冻析出芒硝，固液分离后的卤水中硫酸根离子的含量减少90%以上。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述第四步中的芒硝采用第一步冷冻析出的芒硝。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述第四步中高氯化镁含量的卤水与芒硝混合反应的温度控制在-5V 40°C。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述第五步中，所述蒸发到锂或硼的含量达到预定值的富硼锂卤水与淡水或原始卤水的体积比为50% 500%。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于:在第五步中，将第四步得到的富硼锂卤水蒸发到锂离子浓度为6g/L 15g/L时与所述淡水或原始卤水混合反应。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于:在第五步中，将所述富硼锂卤水蒸发到以B2O3计的硼的浓度大于或等于20g/L时与所述水或原始卤水混合反应。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述第六步中，通过自然升温-蒸发法将锂以Li2SO4 H2O的形式结晶析出。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于:在-10°C 50°C的温度环境下，通过自然升温-蒸发法处理所述富锂卤水得到Li2SO4 H2O纯度为30%以上的锂盐矿。
全文摘要
一种利用高原硫酸盐型盐湖卤水制备锂盐矿的方法，其包括步骤将硫酸盐型盐湖卤水蒸发到氯化钠饱和状态，在冬季冷冻析出芒硝，控制卤水中硫酸根离子的含量为1g/L～7g/L时进行固液分离；将析出芒硝后的卤水在春夏季蒸发析出氯化钠；对析出氯化钠后的卤水蒸发析出钾石盐、光卤石、泻利盐，控制卤水中锂离子浓度大于或等于6g/L后进行固液分离，固液分离后的卤水为高氯化镁含量的卤水；将高氯化镁含量的卤水与芒硝混合反应析出钠盐和镁盐，控制溶液中镁锂比小于或等于81时进行固液分离，得到富硼锂卤水；将富硼锂卤水与水反应析出硼矿，固液分离后得到富锂卤水；将富锂卤水导入锂盐池中蒸发析出锂盐矿。
文档编号C01D15/06GK103204523SQ201310124579
公开日2013年7月17日 申请日期2013年4月11日 优先权日2012年10月18日
发明者李武, 董亚萍, 乔弘志, 孟庆芬, 边绍菊, 刘鑫, 高丹丹, 唐梓, 于洪, 肖树阳, 彭娇玉 申请人:中国科学院青海盐湖研究所, 西藏阿里旭升盐湖资源开发有限公司