盐湖卤水资源锂镁分离提取的研究进展-2_快乐生活_百度空间
4.1煅烧法

    杨建元等以提钾、提硼后的含锂和氯化镁的饱和卤水为原料,采用喷雾干燥、煅烧、加水洗涤、蒸发浓缩及沉淀的工艺流程,从高镁锂比盐湖卤水中分离镁锂,获得了优质的碳酸锂、高纯氧化镁及副产品工业盐酸。另外,以高镁含锂卤水为原料,采用另一种工艺流程,即氨化反应、过滤分离、蒸发除水,再过滤、氯化铵挥发、煅烧、浸提后洗涤、干燥制得碳酸锂产品和副产品镁盐、盐酸及氯化铵。煅烧浸取法具有工业生产价值高,成本低等特点。该法有利于综合利用盐湖卤水中的锂镁,生产碳酸锂并副产镁砂等高附加值产品,不足之处是设备腐蚀严重,蒸发水量较大。

    4.2泵吸法

    许靖华等提出了原吸泵吸法,是一种利用“蒸发泵原理”和“原地化学反应池法”对蒸发量远远大于降水量的干旱、半干旱地区进行的盐湖卤水提锂新方法。陈延成等利用许氏法对青海察尔汗盐湖的高镁含锂老卤进行了室内和野外提锂试验,该方法将卤水中LiCl质量浓度由0.7212 g/L富集至45.18 g/L,同时得到大量副产品水氯镁石。该方法具有高效合理、成本低等特点,但按工艺要求,需要修建原地化学反应池(各级蒸发池、蒸发槽、锂卤水储备池),其修建难度大、建筑工艺要求高。

    4.3结晶法

    程波波等模拟青海东台吉乃尔盐湖经多级滩晒后的富锂卤水组成进行实验,基于LiCl-MgCl2-H2O三元体系相图进行蒸发,通过两次重结晶析出六水氯化镁后,卤水中镁锂质量比可由201降至6.31,锂含量上升近3倍,且每段锂回收率均达到84%以上。该方法工艺流程简单,操作方便,成本较低。张仲轩等将硫酸盐型的高镁锂比卤水蒸发至氯化锂复盐LiCl·MgCl2·H2O的饱和点,将每批分离出的湿基水氯镁石混盐固相用洗涤液进行洗涤,在Li2SO4·H2O接近饱和前,按与SO42-物质的量比为1(0.951)向卤水中加入硫酸盐沉淀剂,分离沉淀物后即可提高卤水中锂离子的浓度。该技术工艺简单,可以将硫酸盐型卤水锂镁进行粗分离。魏新俊等对盐湖卤水进行兑卤和二次蒸发,工艺为:兑卤工序中加入硫酸钠,一次蒸发工序的蒸发终点为卤水的硫酸锂饱和点,二次蒸发工序的蒸发终点为卤水的水氯镁石析出点。该工艺中无废液排放,原料硫酸钠可以回收利用,但是该工艺蒸发能耗高,同时母液硫酸钠回收不xx,损耗较严重。

    4.4盐析法

    盐析法与传统的沉淀法相比收率高,成本低。具体步骤是,盐湖卤水经过冷冻蒸发后,可以获得含LiCl浓缩卤水,将其除杂净化,得到锂镁氯化物的水盐溶液,利用LiClMgCl2HCl水溶液中溶解度的不同,用HCl盐析MgCl2提取LiCl。在对HCl-LiCl-MgCl2-H2O四元体系0 等温相图分析的基础上,用含饱和氯化镁的盐湖卤水提取锂。研究发现,该方法虽然在技术上可行,工艺过程却要在封闭条件下进行,且设备腐蚀严重,锂的总回收率低,需进一步改进。

    4.5碳化法

    pH>12的条件下,用石灰乳沉淀Mg2+,再通入CO2,使溶液的pH保持在中性或弱碱性,在此pH条件下可避免LiCO3沉淀的生成,从而可分离镁锂。郑绵平等利用冬季储卤,然后进行多级冷冻日晒、积温沉锂盐田的工艺来富集碳酸锂,得到了锂质量分数为4.5%的母液,该母液通过加碱沉淀碳酸锂,再经洗涤分离出碳酸锂和其他杂质,可获得含碳酸锂质量分数为75%的锂精矿,{zh1}再通过碳化-热解工艺即可获得品位达98%以上的碳酸锂产品。与其他提锂工艺相比,该工艺经济,成本较低,有利于保护环境。

    4.6电渗析法

    马培华等将含镁锂盐湖卤水或盐田日晒浓缩老卤[m(Mg)/m(Li)=(1-300)1)通过一级或多级电渗析器,利用一价阳离子选择性离子交换膜和一价阴离子选择性离子交换膜,进行循环(连续式、连续部分循环式或批量循环式)浓缩锂,产生的母液可循环利用。该方法中锂的单次提取率达80%以上,镁的脱除率达95%以上,有效解决了高镁锂比盐湖卤水中镁锂的分离问题,分离浓缩的卤水Li+质量浓度为2-20 g/L I.L.Chang等结合电渗析法和吸附法从卤水中浓缩锂,先将卤水通过氧化锰吸附剂,使卤水中锂质量浓度提高到1 200-1 500mg/L后进行电渗析,两个阶段将卤水中锂质量分数提高到1.5%,提锂母液可循环利用,锂的回收率达85%。与吸附法相比,该法存在成本较高的问题。

    4.7纳滤膜分离技术

    马培华等利用纳滤法,对盐湖卤水中的锂进行了分离和富集,将该方法用于分离镁锂质量比为(1-200)1的盐湖卤水,可获得制取碳酸锂或氯化锂所需的合格富锂卤水。X·M.Wen等利用Desal-5 DL型纳滤膜对盐湖中LiCl进行了选择性提取,但由于纳滤膜会受到Donnan排斥、介电排斥、空间位阻效应以及离子存在形式等因素的影响,进而导致其分离效率降低。高性能荷正电纳滤膜的研制,可使纳滤膜能更有效地截留卤水中Ca2+Mg2+等二价离子,从而与一价金属离子更有效地分离。纳滤膜分离技术将是今后进行盐湖锂镁分离的一个重要的研究方向。此外,针对不伺性质的卤水,还可通过盐析法、液膜法和离子交换法等进行卤水的锂镁分离。

    5结束语

    针对众多高镁锂比盐湖资源的综合开发,国内外学者进行了较多的研究。但总的来说,经典的沉淀法进行锂镁分离,大多存在能耗高、试剂耗量大、成本高等特点;吸附法中的离子筛金属氧化物吸附法工业应用前景较好,但存在溶损率较大、寿命短、成型造粒困难等问题,应重点加强新型高效吸附材料的研究;萃取法的研究重点是高效萃取体系的选择,提高萃取效率、降低生产成本,也是{zj1}工业应用前景技术方法。因此,对盐湖资源的综合开发而言,深入开展对锂镁分离创新工艺技术研究,建立快速、经济、高效、绿色环保的分离提取技术将是今后的工作重点.



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