专利名称：一种干法脱镁从高镁锂比盐湖卤水预脱镁富集锂的方法
技术领域：
本发明属于有色金属冶金领域，具体涉及一种从盐湖卤水中富集锂盐的工艺方法，尤其 是一种从高镁锂比盐湖卤水中富集锂的方法。
背景技术：
锂是重要的有色金属，被誉为"21世纪的能源金属"，在能源、航空般天等许多高新技术 领域广泛应用，在全球经济中占有极其重要的地位。全球锂资源可分为五种类型，即伟晶岩 锂、卣水锂、海水锂、温泉锂和堆积锂矿等，目前开采利用的锂资源主要是伟晶岩锂矿和卤 水锂矿。当前全球大部分锂消耗来源于卤水锂矿。
目前从盐湖卤水提锂的技术关键为镁锂分离，采用的主要方法有沉淀法；碳化法；煅 烧浸取法；吸附法；有机溶剂萃取法；等。尽管使用的方法众多，但存在不同程度的不足。 如沉淀法中产物粒度细、过滤难、锂损失大；碳化法不易于控制、锂收率低；煅烧法除镁率 低、能耗高；吸附法由于吸附剂容量低而引起生产效率低；有机溶剂萃取法由于有机物的水 溶性造成对盐湖区的环境污染。因此，研究者们一直在努力研究开发效率高、能耗低、便于 操作、不污染环境的盐湖卤水提锂技术。
煅烧浸取法是一种高效快捷的方法，并有专利公开(200510085832.9; 200710024943.8)。 但由于氯化镁结晶由于脱水而水解不完全，尽使在高达120(TC下也难于将氯化镁完全水解， 因此实际操作中在高于IOO(TC下水解，能耗高且镁分离不完全。沉淀法能耗低、分离效率高， 但流程相对较长、收率较低。
发明内容
本发明提出一种高效率、低成本、少投入的操作方便、不污染环境的从高镁锂比盐湖卤 水中富集锂的湿法冶金方法。
本发明通过下列技术方案实现的，包括以下工艺步骤
(1) 卤水浓縮将高镁锂比盐湖卤水蒸发脱水、结晶氯化镁，同时浓縮锂盐；所述高镁锂比 盐湖卤水是指经过提取钾、硼等后的水氯镁石饱和液；
(2) 喷雾干燥将浓縮卤水在温度为400 60(TC喷雾干燥，且部分氯化镁结晶水解；
(3) 造粒将干燥物加水造粒，晶化、强化；
(4) 焙烧将晶化粒料焙烧，氯化镁水解；
3(5)水浸取将焙烧料趁热水淬，加水浸取，溶出可溶性氯化锂和氯化镁。 所述(1)步中高镁锂比盐湖卤水镁锂(Mg/Li)质量比不小于8.0。
卤水经过盐田晒蒸晶析或加热蒸发结晶析出水氯镁石(含水结晶氯化镁)，同时锂盐得 到浓縮，使溶液锂含量达到7 10g/L。
所述(2)步中，对浓縮卤水进行喷雾干燥，喷雾干燥的温度为400 600'C;在此过程中， 卤水中水份快速蒸发、氯化物结晶，同进发生氯化镁结晶的失水和水解。
所述(3)步中，按干燥物料量10~25%对干燥粉料喷水润湿，并造粒；对粒径没有严格 限制，以不大于15mm为好；室温下放置，通过物料自然晶化强化料粒强度。
所述(4)步中，粒料入炉焙烧，使大部分氯化镁水解；焙烧温度600 80(TC，焙烧时间 2(M20min。
所述(5)步中，通过水浸溶解出焙烧料中的可溶物质氯化锂和氯化镁；采用多级逆流浸 取，液固比3 10:1，级数2 5级，浸取温度20 90'C;浸出液中主要含氯化锂和氯化镁，为低 镁锂比溶液，镁锂质量比(Mg/Li)少于1.0;视其镁锂比大小可进一步脱镁后提取锂盐或直接 提取锂盐。
所述(2)步喷雾干燥中和(4)步焙烧中的高温烟气中含有HCl,经降温、收尘烟气后用 水吸收HC1，制备工业级盐酸。
所述(2)步和(4)中产生的高温烟气，可用于所述(1)步蒸发浓縮卤水和(5)步焙 烧水浸的热源；烟气通过热交换降温，同时对溶液加热。
所述(5)步中，水浸渣以氯化镁或氢氧化镁为主要组成，可用于镁质产品的生产原料。
本发明基于氯化镁高温水解原理，将可溶性镁化合物大部分转为难溶于水的镁化合物 (MgO)和能遇水水解的氯氧化镁(MgOHCl),从而通过水浸取溶出可溶性氯化锂、氯化 镁(主要由氯氧化镁在水浸取时水解产生)，实现卤水的预脱镁富集锂。
本发明的优点和积极效果充分体现在
1、 采用结晶法脱除卤水部份镁，结淀结晶形态好，易于过滤和洗涤，锂损失少。 本发明以结晶法以水氯镁石形态脱除卤水中镁，降低后续工序的物料处理量；结晶法产
物晶型好、颗粒大、易于过滤和洗涤，沉淀载带的锂损失少。
蒸发结晶易于控制、方便操作，使工艺具有较高的生产效率。
2、 采用喷雾干燥法处理饱和氯化物卤水，降低提锂生产成本。 本发明用喷雾干燥法处理饱和氯化物卤水，较传统蒸发或蒸煮脱水干燥效率高、产能大
且易于操作和控制。并利用干燥温度高的特点，控制氯化物卤水干燥过程中氯化物结晶的部 分水解，产生氧化镁和氯氧化镁，达到氯化镁在较低温度下部分水解的目的。
在同一工序中完成除水、干燥、脱水和水解等多项功能，能较大程度地降低能耗、降低 提锂成本。3、 发明中采用物料造球、低温焙烧，改善了焙烧条件，提高了氯化镁水解效率。 通过对物料的造粒，改善了物料的保水性能，保障了氯化镁水解过程所需水份，使氯化
镁水解能在较低温度下进行，并达到较高的水解率。
造粒焙烧，减少操作过程中固体物的挥散，减少烟气中灰尘量，改善生产操作环境。
4、 流程简洁、资源综合利用、成本低。 本发明从盐湖卤水中富集锂盐的方法，包括锂粗浓縮、干燥、焙烧、水浸等步骤，工艺
简洁，流程短；达到了锂盐的高度富集，并在过程中得到了镁质产品和工业盐酸，综合利用 了资源中的镁和氯；不使用繁杂的除杂或分离步骤，使得提锂成本低。
综上所述，本发明的工艺综合利用盐湖镁、锂资源，具有脱镁效率高、锂盐富集效果好、 回收率高、能耗少、成本低项目工程投资少等特点。整个工艺简要、清洁，对环境友好。本 发明尤其适应大规模工业生产。
附图为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式
下面结合具体实施对本发明做进一歩描述。本发明可以按发明内容的任一方式实施。这 些实施例的给出决不是限制本发明。
本发明例使用我国某盐湖多级滩晒卤水Mg8.3%; Li 0.4%。 Mg/Li (质量比)达21。 实施例1
A. 卤水浓縮将镁锂质量比达21的滩晒盐湖卤水蒸发脱水，除去总液量10.4%的水分；结晶析 出六水氯化镁，过滤；结晶析出后浓縮液锂镁含量为锂8.5g/L;镁99.3g/L。
B. 喷雾干燥将浓縮卤水在450 48(TC下喷雾干燥，卤水中水份快速蒸发、氯化物结晶，同进 发生氯化镁结晶的失水和水解。
C. 造粒按干燥物料量20~22%对干燥粉料喷水润湿，造成8 10mm料粒；室温下放置，自然 晶化、强化。
D. 焙烧将晶化粒料入炉焙烧，焙烧温度760 78(TC，焙烧时间60min;氯化镁高温水解。
E. 水浸取焙烧料经水淬；采用4级逆流水浸取，将热的焙烧产物直接用水浸取，并用焙烧烟 气加热，控制浸取温度55 6(TC、浸取液固比5:1，溶出可溶性氯化锂和氯化镁。
经过上述操作，得到锂镁氯化物溶液，主要成分为Li7.6g/L; Mg3.1g/L; Mg/Li=0.41。 实施例2
A. 卣水浓縮将镁锂质量比达21的滩晒盐湖卤水蒸发脱水，除去总液量11.3%的水分；结晶析
出六水氯化镁，过滤；结晶析出后浓缩液锂镁含量为锂9.7g/L;镁99.6g/L。
B. 喷雾干燥将浓縮卤水在560 580'C下喷雾干燥，卤水中水份快速蒸发、氯化物结晶，同进 发生氯化镁结晶的失水和水解。C. 造粒按干燥物料量14~16%对干燥粉料喷水润湿，造成12 14mm料粒；室温下放置，自然 晶化、强化。
D. 焙烧将晶化粒料入炉焙烧，焙烧温度680 700。C，焙烧时间100min;氯化镁高温水解。
E. 水浸取焙烧料经水淬；采用3级逆流水浸取，将热的焙烧产物直接用水浸取，并用焙烧烟 气加热，控制浸取温度70 75'C、浸取液固比8:1，溶出可性氯化锂和氯化镁。
经过上述操作，得到锂镁氯化物溶液，主要成分为Li5.3g/L; Mg3.8g/L; Mg/Li=0.72。
权利要求
1、干法脱镁从高镁锂比盐湖卤水预脱镁富集锂的方法，其特征在于，工艺步骤包括(1)卤水浓缩将高镁锂比盐湖卤水蒸发脱水、结晶氯化镁，同时浓缩锂盐；所述的高镁锂比盐湖卤水是指经过提取钾、硼后的水氯镁石饱和液；(2)喷雾干燥将浓缩卤水在400～600℃喷雾干燥，且部分氯化镁结晶水解；(3)造粒将干燥物加水造粒，晶化、强化；(4)焙烧将晶化粒料焙烧，氯化镁水解；(5)水浸取将焙烧料趁热水淬，加水浸取，溶出可溶性氯化锂和氯化镁。
2、 根据权利要求l所述的干法脱镁从高镁锂比盐湖卤水预脱镁富集锂的方法，其特征在于 所述的高镁锂比盐湖卤水中的Mg/Li质量比不小于8.0。
3、 根据权利要求l所述的干法脱镁从高镁锂比盐湖卤水预脱镁富集锂的方法，其特征在于 所述(l)步中，蒸发脱水是通过盐田晒蒸晶析，或者是加热蒸发结晶；使溶液锂含量达到7 10 g/L。
4、 根据权利要求l所述的干法脱镁从高镁锂比盐湖卣水预脱镁富集锂的方法，其特征在于所述(3)步中，按干燥物料质量10~25%对干燥粉料喷水润湿，并造粒；室温下放置，通过物料自然晶化强化料球强度。
5、 根据权利要求l所述的干法脱镁从高镁锂比盐湖卤水预脱镁富集锂的方法，其特征在于所述(4)步中，焙烧温度600 80(TC。
6、 根据权利要求5所述的干法脱镁从高镁锂比盐湖卤水预脱镁富集锂的方法，其特征在于 所述(4)步中，焙烧时间20 120min。
7、 根据权利要求l所述的干法脱镁从高镁锂比盐湖卤水预脱镁富集锂的方法，其特征在于-步骤(5)中，采用多级逆流浸取，液固比3 10:1，级数2 5级，浸取温度20 9(TC。
8、 根据权利要求1或5或6所述的干法脱镁从高镁锂比盐湖卣水预脱镁富集锂的方法，其特征 在于所述(2)步喷雾干燥中和(4)步焙烧中的高温烟气经降温、收尘后用水吸收，制备 盐酸。
9、 根据权利要求1或5或6所述的干法脱镁从高镁锂比盐湖卤水预脱镁富集锂的方法，其特征 在于所述(2)步和(4)中产生的高温烟气，用于作为所述(1)步或(5)中的热源。
全文摘要
干法脱镁从高镁锂比盐湖卤水预脱镁富集锂的方法，以高镁锂比盐湖卤水为原料，采用卤水浓缩、喷雾干燥、造粒、焙烧、水浸取等工艺步骤，将卤水中大部分镁脱除，便于低成本提取锂。主要技术要点是，干法脱镁基于氯化镁高温水解原理，将可溶性镁化合物大部分转为难溶于水的镁化合物(MgO)和能遇水水解的氯氧化镁(MgOHCl)，从而通过水浸取溶出可溶性氯化锂、氯化镁(主要由氯氧化镁在水浸取时水解产生)，实现卤水的预脱镁富集锂。本发明综合利用盐湖镁、锂资源，具有脱镁效率高、锂盐富集效果好、回收率高、能耗少、成本低项目工程投资少等特点。整个工艺简要、清洁，对环境友好。本发明尤其适应大规模工业生产。
文档编号C01D3/00GK101508449SQ20091004296
公开日2009年8月19日 申请日期2009年3月27日 优先权日2009年3月27日
发明者李新海, 王志兴, 胡启阳, 郭华军 申请人:中南大学