一种利用高镁锂比盐湖卤水制备碳酸锂的方法_2

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的方法,优选地,步骤13)所述碳酸盐沉淀剂为碳酸铵、 碳酸氢铵和碳酸钠中的一种或几种。
[0033] 本发明对盐田日晒蒸发浓缩得到的高镁锂比卤水通过一系列反应过程,得到富含 锂溶液中杂质离子含量为(Mg+Ca)彡lppm。
[0034] 本发明反应结晶生成碳酸锂的纯度多99%;制备碳酸锂过程中锂的收率为60%~ 95 %,硼的收率为50 %~90 %,镁的利用率为大于99. 98 %。
[0035] 本发明以高镁锂盐湖卤水为原料,加入一定的可溶性三价金属盐,通过合成镁基 层状功能材料来降低高镁锂比盐湖卤水中镁锂比,使高镁锂比盐湖卤水中的镁锂得以分 离,之后利用低镁锂比的水滑石母液制备碳酸锂副,且副产硼酸。本发明提供的镁锂分离及 制备碳酸锂的方法不仅能有效解决以往方法工艺复杂、成本高、镁锂分离效果不理想的技 术难题,制备碳酸锂的成本也大大降低了,而且使废弃的镁资源得以充分利用了同时降低 了镁基功能材料的成本,使盐湖镁、锂、硼资源得到高值化和综合利用,具有较好的产业化 前景。
[0036] 本发明与现有技术相比有如下优点:
[0037] (1)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供支持。
[0038] (2)本发明极大地降低了高镁锂盐湖卤水中的镁锂比,镁、锂、硼的利用率高,利用 低镁锂比盐湖卤水制备高纯度碳酸锂,同时副产硼酸,使高镁锂比盐湖卤水中镁、锂、硼资 源的得以高值化和综合开发利用。
[0039] (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,普适性强。
【具体实施方式】
[0040] 以下通过实施例进一步阐述本发明,这些实施例仅用于举例说明的目的,并没有 限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法,通常按照常规条件。
[0041] 实施例1
[0042] 取青海东台吉乃尔盐湖卤水经盐田蒸发析出氯化钠、钾镁混盐后,得到的老卤组 成见表1,其中镁锂比为13。取1L老卤,调节其中Mg 2+的浓度为5. 5mol/L,加入175.6g A1C13 ? 6H20配成混合盐溶液;称取700. 4g氢氧化钠,116g碳酸钠配置氢氧化钠摩尔浓度 为llmol/L的混合碱溶液,采用共沉淀法在温度25°C、pH为8时合成镁铝水滑石。制备的 水滑石浆液在50°C条件下水热陈化6h进行过滤洗涤至滤液近中性,将水滑石产品在60°C 条件下干燥6h,即获得镁铝水滑石产品,产品纯度为99%,获得的低镁锂比母液中镁锂比 降低到0. 015。加入0. 5mol/L盐酸调节获得的水滑石母液的pH为7,对获得的水滑石母液 以lmL/min的流速通过装有LSC-800树脂的离子交换柱,得到的流出液中硼含量为lOppm, 使硼在离子交换树脂中富集,用一定量的蒸馏水洗涤离子交换柱,除去残留母液。用浓度 为0. 5mol/L的盐酸洗涤液以lmL/min的流速淋洗离子交换柱,将树脂中的硼解吸,解吸率 为99. 01%,获得富硼母液,对富硼母液进行强制蒸发-冷却结晶获得硼酸产品,其纯度为 99. 12%,硼回收率为50%。
[0043] 加入0. 5mol/L盐酸调节上述获得的流出液的pH,使其为中性,同时除去溶液中的 C032,向溶液中加入氯化I丐,除去大部分的S042,再加入氯化钡,使S042含量降到50ppm。之 后对溶液进行强制蒸发,使其中锂的浓度富集达到l〇g/L,向富集的锂溶液中加入固体碳酸 钠,加入量为理论反应量的100%,在温度为25°C时制备碳酸锂。碳酸锂经过滤、洗涤和干 燥得到纯度为99. 0%的碳酸锂产品,整个过程中锂的收率为60%。
[0044] 表1实施例卤水组成(单位:g/L)
[0045]
[0046] 实施例2
[0047] 取青海东台吉乃尔盐湖卤水经盐田蒸发析出氯化钠、钾镁混盐后,得到的老卤 组成见表1,其中镁锂比为12。取1L老卤,调节其中Mg 2+的浓度为1.8mol/L,加入246g FeCl3 ? 6H20配成混合盐溶液;称取436g氢氧化钠,116g碳酸钠配置氢氧化钠摩尔浓度为 5. 5mol/L的混合碱溶液,采用恒定pH法在温度35°C、pH为9时合成镁铁水滑石。制备的 水滑石浆液在60°C条件下水热陈化12h进行过滤洗涤至滤液近中性,将水滑石产品在70°C 条件下干燥12h,即获得镁铁水滑石产品,产品纯度为99. 2%,获得的低镁锂比母液镁锂比 降低到0. 008。加入lmol/L硝酸调节获得的水滑石母液的pH为8,对获得的水滑石母液 以2mL/min的流速通过装有D403树脂的离子交换柱,得到的流出液中硼含量为8ppm,使硼 在离子交换树脂中富集。用一定量的蒸馏水洗涤离子交换柱,除去残留母液,之后用浓度 为1. Omol/L的硫酸洗涤液以2mL/min的流速淋洗离子交换柱,将树脂中的硼解吸,解吸率 为99. 13%,获得富硼母液,对富硼母液进行强制蒸发-冷却结晶获得硼酸产品,其纯度为 99. 03%,硼回收率为65%。
[0048] 加入lmol/L盐酸调节上述获得的流出液的pH,使其为中性,同时除去溶液中的 C03 2,向溶液中加入氯化钙,除去大部分的S042,再加入氯化钡,使S04 2含量降到45ppm。之 后对溶液进行强制蒸发,使其中锂的浓度富集达到15g/L,向富集的锂溶液中加入固体碳酸 钠,加入量为理论反应量的110%,在温度为45°C时制备碳酸锂。碳酸锂经过滤、洗涤和干 燥得到纯度为99. 15%的碳酸锂产品,整个过程中锂的收率为70%。
[0049] 实施例3
[0050] 取青海察尔汗盐湖卤水经盐田蒸发析出氯化钠、钾镁混盐后,得到的老卤组成 见表2,其中镁锂比为312。取1L老卤,调节其中Mg 2+的浓度为1.58mol/L,加入421.6g CrCl3 ? 6H20配成混合盐溶液;称取569. 6g氢氧化钠,150. 8g碳酸钠配置氢氧化钠摩尔浓 度为4. 75mol/L的混合碱溶液,采用恒定pH法在温度45°C、pH为10时合成镁铬水滑石。 制备的水滑石浆液在70°C条件下水热陈化18h进行过滤洗涤至滤液近中性,将水滑石产品 在80°C条件下干燥24h,即获得镁铬水滑石产品,产品纯度为99. 13%,获得的低镁锂比母 液中镁锂比降低到0. 006。加入1. 5mol/L硫酸调节获得的水滑石母液的pH为9,对获得的 水滑石母液以3mL/min的流速通过装有D564树脂的离子交换柱,得到的流出液中硼含量 为5ppm,使硼在离子交换树脂中富集。用一定量的蒸馏水洗涤离子交换柱,除去残留母液, 之后用浓度为1. 5mol/L的硫酸洗涤液以3mL/min的流速淋洗离子交换柱,将树脂中的硼解 吸,解吸率为99. 20%,获得富硼母液,对富硼母液进行强制蒸发-冷却结晶获得硼酸产品, 其纯度为99. 09 %,硼回收率为73 %。
[0051] 加入1. 5mol/L盐酸调节上述获得的流出液的pH,使其为中性,同时除去溶液中的 C032,向溶液中加入氯化钙,除去大部分的S0 42,再加入氯化钡,使S042含量降到30ppm。之 后对溶液进行强制蒸发,使其中锂的浓度富集达到20g/L,向富集的锂溶液中加入固体碳酸 铵,加入量为理论反应量的120%,在温度为65°C时制备碳酸锂。碳酸锂经过滤、洗涤和干 燥得到纯度为99. 04%的碳酸锂产品,整个过程中锂的收率为75%。
[0052] 表2实施例齒水组成(单位:g/L)
[0053]
[0054] 实施例4
[0055] 取青海察尔汗盐湖卤水经盐田蒸发析出氯化钠、钾镁混盐后,得到的老卤组成 见表2,其中镁锂比为312。取1L老卤,调节其中Mg 2+的浓度为1. 19mol/L,加入531.6g A1C13 ?eHW配成混合盐溶液;称取569. 6g氢氧化钠,150. 8g碳酸钠配置氢氧化钠摩尔浓度 为3. 56mol/L的混合碱溶液,采用恒定pH法在温度55°C、pH为11时合成镁铝水滑石。制 备的水滑石浆液在80°C条件下水热陈化24h进行过滤洗涤至滤液近中性,将水滑石产品在 90°C条件下干
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