一种降低高镁锂比盐湖卤水中镁锂比的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及盐湖资源综合利用领域，具体地，本发明涉及一种降低高镁锂比盐湖 卤水中镁锂比的方法，本发明涉及盐湖资源综合利用领域，进一步具体地说，是一种盐湖卤 水中镁锂分离，降低盐湖卤水中镁锂比的方法。
【背景技术】
[0002] 锂是最轻的金属，被誉为"推动世界进步的能源金属"。其有独特的物理和化学性 能，是国民经济和国防建设中具有重要意义的战略资源。自然界中，锂资源主要赋存于固体 矿石和液体卤水中。过去，我国对盐湖卤水提锂不够重视，多年来，我国的锂盐生产仍以锂 辉石、锂云母等含锂矿石为主。由于盐湖卤水提锂具有资源量大、成本低等优点，且随着固 体锂矿资源日益枯竭，盐湖卤水已逐渐成为锂资源的主要来源。
[0003] 青海盐湖锂资源丰富，如青海柴达木地区盐湖卤水氯化锂资源接近1400万吨。随 着国家新能源战略和新兴产业对锂元素巨大需求，研发盐湖锂资源先进提取技术需求迫 切，市场应用前景广阔。但我国青海盐湖与北美"富钾型"盐湖和南美"富锂型"盐湖不同， 是"富镁型"盐湖，具有镁锂比高的特点。如大柴旦、一里坪、东台吉乃尔、西台吉乃尔和察 尔汗等盐湖的镁锂质量比都在40~1800以上，镁锂性质的相似性给盐湖资源的开发利用 带来困难。要从盐卤中提取锂必须先分离镁，因此国际成熟的"蒸发-沉淀"提锂技术不适 合中国盐湖资源的结构特点。高镁锂比卤水提锂成为国内外学术界和产业界共同关心的难 点和热点问题。其关键问题在于围绕如何降低盐湖卤水中的镁锂比进行锂的分离提取而展 开。
[0004] 目前卤水中分离锂镁的方法主要有：沉淀法、煅烧法、吸附法和萃取法等。其中沉 淀法耗碱量大、锂回收率低，不适合处理含大量碱土金属的卤水及低锂卤水。从卤水中分离 锂镁研究较多的方法是溶剂萃取法，这种方法锂萃取率高，但是大量普通有机溶剂的使用， 会使设备腐蚀严重，而且会带来严重的环境污染。离子吸附法适用于离子浓度低的盐湖卤 水直接分离锂镁，但由于处理卤水量大，其水耗、树脂消耗、动力消耗相应增大，特别是在淡 水资源比较贫乏的地区受到一定程度的限制，同时在生产过程中导致树脂中毒和破碎等问 题还需解决。煅烧法能实现高镁锂比的盐湖卤水镁锂的分离。但该方法在生产过程中产生 氯化氢气体容易腐蚀设备，而且蒸发水量较大，能耗高，成本较高。多级膜分离技术，在反渗 透浓缩过程中，膜易出现堵塞或损坏现象，且使用膜的成本较高。吸附法的关键在于吸附 剂，锂离子筛型锰氧、钛氧材料受到重视，但其实际吸附量偏低、渗透性差，存在溶损、造粒 问题。
[0005] 中国专利公开号CN1579937A利用盐湖卤水，采用成核晶化隔离法制备了纳米镁 铝水滑石，并没有对盐湖卤水中的镁锂比进行考察和研究。中国专利公开号CN102602966A， 在盐湖卤水中加入循环使用的有机镁沉淀剂，反应结晶除镁富锂实现镁锂分离，氯化镁沉 淀剂通过分离再生循环使用，该方法浪费了镁资源，利用有机镁沉淀剂，污染了盐湖资源， 并且增加了成本。中国专利公开号CN101538057A采用氢氧化钠除镁，盐湖卤水通过蒸发析 出钠盐、钾镁混盐并提硼后，得到老卤，添加氢氧化钠，Mg2+以氢氧化镁沉淀物形式与卤水中 Li+有效分离。该方法可通过加入晶种、控制反应条件等，得到易过滤的氢氧化镁，但是需要 大量氢氧化钠原料，增加了成本。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种降低高镁锂比盐湖卤水中镁锂 比的方法。
[0007] 本发明的降低高镁锂比盐湖卤水中镁锂比的方法，包括以下步骤：
[0008] 1)根据水盐体系相图原理，对盐湖卤水进行多级蒸发以浓缩盐湖卤水，并通过析 出盐类降低镁锂比，经蒸发结晶后获得镁锂比为10~500的老卤；
[0009] 2)调节老卤中Mg2+的浓度，使Mg2+浓度在0. 5mol/L~5mol/L，加入可溶性三价金 属盐配成混合盐溶液；其中，所述Mg2+与三价金属盐的阳离子的摩尔比为1~5 ;
[0010] 3)向步骤2)的混合盐溶液中加入混合碱溶液，混合碱溶液中OH摩尔浓度为Mg 2+ 摩尔浓度的2~3倍，混合溶液中CO32和OH摩尔浓度比为1:10~1:16,采用共沉淀法在 温度为25~70°C条件下进行成核反应；成核后进行陈化，陈化温度50~150°C，陈化时间 为6~48h ;
[0011] 4)陈化后的混合料液经过滤、洗涤和干燥，得到镁基水滑石和低镁锂比母液，其中 洗涤所用水可以循环使用。
[0012] 根据本发明的降低高镁锂比盐湖卤水中镁锂比的方法，所述高镁锂比盐湖卤水中 的镁锂比为30~2000。
[0013] 作为优选地，本发明在调节老卤中Mg2+的浓度前，可以对老卤进行稀释，加入的水 与老卤的体积比为1~5。
[0014] 根据本发明的降低高镁锂比盐湖卤水中镁锂比的方法，所述步骤2)加入的可溶 性三价金属盐为阳离子Al 3+、Fe' Cr' V3+、Co' Ga3+或Ti 3+中的一种或两种与阴离子Cl、 CO32、NO3、F、I、SO42、ClO 3、OH、H2PO4、WO42或有机磺酸根阴离子中的一种或两种组成金 属盐。
[0015] 根据本发明的降低高镁锂比盐湖卤水中镁锂比的方法，优选地，所述步骤2)加入 的可溶性三价金属盐为A1C1 3、CrCl3S FeCl 3中的一种。
[0016] 根据本发明的降低高镁锂比盐湖卤水中镁锂比的方法，优选地，步骤3)所述混合 碱溶液为氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液。
[0017] 根据本发明的降低高镁锂比盐湖卤水中镁锂比的方法，优选地，步骤3)所述共沉 淀法为恒定pH法。
[0018] 根据本发明的降低高镁锂比盐湖卤水中镁锂比的方法，优选地，步骤3)所述陈化 过程为水热法陈化或回流陈化。
[0019] 根据本发明的降低高镁锂比盐湖卤水中镁锂比的方法，优选地，步骤4)所述干燥 温度为60~120°C，干燥时间为6~48h。
[0020] 本发明步骤4)制得的低镁锂比母液中的镁锂比降到0. 001~0. 1，镁的利用率为 大于 99. 98%。
[0021] 本发明提供的一种降低高镁锂比盐湖卤水中镁锂比的方法，该方法主要包括高镁 锂比盐湖卤水蒸发结晶、过滤分离除去高镁锂锂盐湖卤水中的钠、钾及部分镁离子，富集盐 湖卤水中的锂，得到老卤。调节老卤中Mg2+的浓度，加入一定配比的可溶性三价金属盐，经 成核、陈化、过滤、洗涤、干燥等步骤，得到镁基层状功能材料和镁锂比低的母液。该母液可 直接进行碳酸锂的制备。
[0022] 本发明与现有技术相比有如下优点：
[0023] (1)充分利用了盐湖镁资源：盐湖浓缩卤水中镁资源利用率低，浪费资源，甚至形 成"镁害";本发明充分利用盐湖镁资源制备了高品质镁基层状功能材料，降低镁基层状功 能材料成本的同时，为盐湖镁资源的综合利用提支撑。
[0024] (2)本发明极大地降低了高镁锂盐湖卤水中的镁锂比，甚至完全除去了高镁锂比 盐湖卤水中的镁，且在合成镁基功能材料时，锂的损失率较小，为盐湖锂资源的开发利用提 供了可能。
[0025] (3)本发明工艺简单，操作方便，耗水和酸碱量少，成本低，提高了经济效益；整个 反应过程无毒、无害、无污染，普适性