一種氯化鋰混合溶液的凈化除雜方法技術

本發明專利技術屬于鋰生產技術領域，具體涉及一種氯化鋰混合溶液的凈化除雜方法。該方法的步驟包括：將高鹽氯化鋰混合溶液通過納濾器進行除雜，得到低鹽氯化鋰溶液，其中：高鹽氯化鋰混合溶液為氯化鋰、氯化鎂和氯化鈣的混合溶液；高鹽氯化鋰混合溶液中，鋰的含量為0～55.0g/L，鈣鎂的含量為0～30g/L；低鹽氯化鋰溶液中，鋰的含量為0～55.0g/L，鈣鎂的含量小于等于5mg/L；納濾器中的納濾膜為一價離子選擇性納濾膜。通過本發明專利技術所提供的鹽含氯體系的凈化除雜方法除雜后的出水中鈣鎂含量極低，鋰含量高達至接近飽和，為由鋰生產中間粗品直接通過處理得到低鈣鎂的鋰生產中間細品提供了可能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于鋰生產
，具體涉及一種氯化鋰混合溶液的凈化除雜方法。
技術介紹
鋰是世界上最輕的金屬，由于具有一些特殊性質，鋰及其化合物有著廣泛而又特殊的用途，被譽為“能源金屬”和“推動世界前進的金屬”。在能源工業、航空航天工業、金屬冶煉及制造工業、制冷、陶瓷、玻璃等行業，發揮著極其重要的作用。目前全球對鋰產品的需求十分迫切，鋰的需求量逐年急速增長。世界上鋰的第一大資源為鋰礦石，主要有鋰輝石、鋰云母、透鋰長石、鋰磷鋁石和鋰霞石等礦種。鋰的第二個主要資源是含鋰高的鹽湖鹵水。鹽湖鹵水提鋰工藝是通過一系列太陽蒸發池對鹵水進行逐級蒸發濃縮，分離出鋰鹽或高濃度鹵水，然后由工廠提純生產鋰鹽。現階段鹵水提鋰的多種方法，對鹵水的要求較高，工藝流程復雜，藥劑成本高昂，對設備的規格要求高，能耗大，仍處于產業化試驗規模階段。具體地，目前鹽湖提鋰的方法，歸納起來有以下幾種1、蒸發結晶分離法：采用一系列蒸發結晶結合其它提取工藝，先從鹵水中回收鈉、鉀、硼、溴、碘等有用組分，再從最后的母液中提鋰。提鋰工藝的關鍵是除去母液中的鈣、鎂。使用燒堿除鎂，加入純堿沉淀鈣，最后濃縮母液用純堿沉淀碳酸鋰。該方法雖然能從鹵水中回收鈉、鉀等多種離子組分，但是已經實踐證明：單純的蒸發結晶不能除盡其它所有離子；而且隨著蒸發的進行，鹵水的濃度、流動性對固液分離都有很大的影響，鹵水中鋰離子的損失會大大提高。2、沉淀法：在含鋰較高的鹵水中，加入某種沉淀劑將鋰從原料溶液中沉淀出來，然后再選擇某種試劑將鋰浸出。目前沉淀法從鹽湖鹵水中提鋰包括碳酸鹽沉淀法、鋁酸鹽沉淀法、水合硫酸鋰結晶沉淀法以及硼鎂、硼鋰共沉淀法等。沉淀法工藝可行，易于工業化，但對鹵水要求苛刻，僅適用于鎂鋰比值低的鹵水。3、有機溶劑萃取法：利用不同的有機溶劑作為萃取劑，將鋰從鹵水中萃取出來。該法是從低品位鹵水中提鋰的行之有效的方法，常用的從鹵水中萃取鋰的體系主要有單一萃取體系和協同萃取體系兩類。有機溶劑萃取法具有原材料消耗少、效率高等優點，但該法存在萃取劑溶損和設備腐蝕性大等問題，目前還是停留在理論方面的探討，沒有形成現實的生產力。4、離子交換吸附法：利用對鋰離子有選擇性吸附的吸附劑來吸附鋰離子，再將鋰離子洗脫下來，達到鋰離子與其它雜質離子分離的目的。離子交換吸附法主要適用于從含鋰較低的鹵水中提鋰。離子吸附劑可分為無機離子吸附劑和有機離子吸附劑。該方法中，離子交換劑對鋰有較高的選擇性，但樹脂等吸附劑價格高昂，吸附量低，極易被污染，且該法對樹脂等吸附劑的強度要求高。5、煅燒浸取法：將提硼后鹵水蒸發去水50％，得到四水氯化鎂，在700℃煅燒2h，得到氯化鎂，然后加水浸取鋰，鋰浸取率90％以上，浸取液含鋰0.14％左右。再用石灰乳和純堿除去鈣、鎂等雜志，將溶液濃縮至含鋰為2％左右，加入純堿沉淀出碳酸鋰，鋰的收率90％左右。煅燒后的氯化鎂渣，經過精制可得純度為98.5％的氯化鎂副產品。煅燒浸取法綜合利用了鎂鋰等資源，原料消耗少，但鎂利用使流程復雜，設備腐蝕嚴重，同時需要蒸發的水量較大，動力消耗大。6、電滲析法：將含鎂鋰鹽湖鹵水或鹽田日曬濃縮老鹵通過一級或多級電滲析器，利用一價陽離子選擇性離子交換膜和一價陰離子選擇性離子交換膜進行循環(連續式、連續部分循環式或批量循環式)工藝濃縮鋰，獲得富鋰低鎂鹵水。然后深度除雜、精制濃縮，便可制取碳酸鋰或氯化鋰。電滲析法能有效地實現鎂鋰分離，但運行過程中，產生了大量的氫氣和氯氣，不利于工藝的實施；同時須耗費大量的電能，提鋰成本大大提高。7、許氏法：即泵吸法，是瑞士聯邦理工大學地質研究所教授許靖華基于“蒸發泵原理”和“原地化學反應池法”而提出的一種從鹵水中提鋰的新方法。這種方法僅適用于蒸發量遠遠大于降水量的干旱、半干旱地區。許氏法成本低、實效高、產率高，但實際野外試驗表明，雖然能使鹵水中鋰離子的濃度升高，但鹵水中仍存有大量的鎂，鎂鋰比值仍然很高，遠遠未達到制取碳酸鋰的鹵水指標。8、納濾法：納濾膜分離無機鹽技術是一種新型的膜分離技術。納濾膜是一種壓力驅動膜，由于在膜上或膜中常帶有荷電基團，通過靜電相互作用，產生Donnan效應，對不同價態的離子，具有不同的選擇性，從而實現不同價態離子的分離。一般來說，納濾膜對單價鹽的截留率僅為10％～80％，具有相當大的滲透性，而二價及多價鹽的截留率均在90％以上，可以實現鋰離子與鎂離子的分離。納濾膜具有膜技術共同的高效節能的特點，目前已經在生活用水，工業用水和廢水的處理，食品，生化制藥等領域得到了廣泛的應用。中國專利03108088.X公開了使用納濾膜實現鹵水中鎂鋰分離，但由于技術限制，其具有明顯的局限性，尤其見如下幾點：1)其主要適用于鹽湖鹵水提鋰。鹽湖鹵水中鋰含量較低，鈣鎂含量較高，從鋰生產的角度來看，類似鋰生產的中間粗品。2)經過納濾處理，富集水中鋰含量低，鈣鎂含量仍然較高，從鋰生產的角度來看，仍然是鋰生產的中間粗品。
技術實現思路
為解決現有技術的不足，本專利技術提供了一種氯化鋰混合溶液的凈化除雜方法，該方法基于納濾可以直接降低鈣鎂含量，為由鋰生產中間粗品直接通過處理得到低鈣鎂的鋰生產中間細品提供了可能。一種氯化鋰混合溶液的凈化除雜方法，包括以下步驟：將高鹽氯化鋰混合溶液通過納濾器進行除雜，得到低鹽氯化鋰溶液，其中：高鹽氯化鋰混合溶液中，鋰的含量為0～55.0g/L，鈣鎂的含量為0～30g/L；低鹽氯化鋰溶液中，鋰的含量為0～55.0g/L，鈣鎂的含量小于等于5mg/L；所述納濾器中的納濾膜為一價離子選擇性納濾膜；所述高鹽氯化鋰混合溶液為以氯化鋰、氯化鎂和氯化鈣為主的混合溶液。具體的，所述納濾膜為碟片式納濾膜，例如，選自美富特super NF-300、美富特super NF-100或PALL DTNF膜中的任意一種。通過上述技術方案，高鈣鎂的高鹽氯化鋰混合溶液通過納濾，可以直接得到低鈣鎂的低鹽氯化鋰溶液。低鹽氯化鋰溶液中，鈣鎂的含量降至小于等于5mg/L，而進水中鋰含量的承受量可高達55.0g/L，濃度接近飽和，預期可適用于鋰生產過程，由生產過程中得到的高鋰高鹽氯化鋰混合溶液粗品直接處理得到高鋰的鋰生產中間細品(氯化鋰濃液)。進一步的，當高鹽氯化鋰混合溶液中鈣鎂的含量為0～5g/L時：通過納濾器進行一級除雜，高鹽氯化鋰混合溶液在納濾器的高壓側進入，在納濾器的低壓側得到低鹽氯化鋰溶液中，納濾器的壓差為10～20Mpa。基于納濾處理高效的攔截率，當鈣鎂的含量較低時，經過一級除雜，即可滿足除雜的要求，使鈣鎂的含量降至小于等于5mg/L。進一步的，當高鹽氯化鋰混合溶液中鈣鎂的含量為5～30g/L時：通過納濾器進行多級除雜，高鹽氯化鋰混合溶液在第一級除雜時從納濾器的高壓側進入，在最后一級除雜后在納濾器的低壓側低鹽氯化鋰溶液。具體的，任意一級的出水作為下一級的入水進入到納濾器中。具體的，在任意一級除雜時納濾膜的壓差為10～20Mpa。基于納濾處理高效的攔截率，當鈣鎂的含量較高時，經過多級除雜，仍可滿足除雜的要求，使鈣鎂的含量降至小于等于5mg/L。優選的，氯化鋰混合溶液的凈化除雜方法包括以下步驟：將高鹽氯化鋰混合溶液通過納濾器進行一級除雜，得到低鹽氯化鋰溶液，其中：高鹽氯化鋰混合溶液中，鋰的含量為48.0～55.0g\本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種氯化鋰混合溶液的凈化除雜方法，其特征在于，包括以下步驟：將高鹽氯化鋰混合溶液通過納濾器進行除雜，得到低鹽氯化鋰溶液，其中：所述高鹽氯化鋰混合溶液為氯化鋰、氯化鎂和氯化鈣的混合溶液；高鹽氯化鋰混合溶液中，鋰的含量為0～55.0g/L，鈣鎂的含量為0～30g/L；低鹽氯化鋰溶液中，鋰的含量為0～55.0g/L，鈣鎂的含量小于等于5mg/L；所述納濾器中的納濾膜為一價離子選擇性納濾膜。

【技術特征摘要】
1.一種氯化鋰混合溶液的凈化除雜方法，其特征在于，包括以下步驟：將高鹽氯化鋰混合溶液通過納濾器進行除雜，得到低鹽氯化鋰溶液，其中：所述高鹽氯化鋰混合溶液為氯化鋰、氯化鎂和氯化鈣的混合溶液；高鹽氯化鋰混合溶液中，鋰的含量為0～55.0g/L，鈣鎂的含量為0～30g/L；低鹽氯化鋰溶液中，鋰的含量為0～55.0g/L，鈣鎂的含量小于等于5mg/L；所述納濾器中的納濾膜為一價離子選擇性納濾膜。2.根據權利要求1所述的氯化鋰混合溶液的凈化除雜方法，其特征在于：所述納濾膜為碟片式納濾膜。3.根據權利要求2所述的氯化鋰混合溶液的凈化除雜方法，其特征在于，當高鹽氯化鋰混合溶液中鈣鎂的含量為0～5g/L時：通過納濾器進行一級除雜，高鹽氯化鋰混合溶液在納濾器的高壓側進入，在納濾器的低壓側得到低鹽氯化鋰溶液中，納濾器的壓差為10～20Mpa。4.根據權利要求2所述的氯化鋰混合溶液的凈化除雜方法，其特征在于，當高鹽氯化鋰混合溶液中鈣鎂的含量為...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭定江，何志，劉超，何珂橋，郭乾勇，
申請(專利權)人：四川思達能環保科技有限公司，
類型：發明
國別省市：四川;51