一种分离含镁、锂溶液中镁锂的方法 |
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申请号 | CN201610853866.6 | 申请日 | 2016-09-27 | 公开(公告)号 | CN106629790A | 公开(公告)日 | 2017-05-10 |
申请人 | 中南大学; | 发明人 | 刘旭恒; 赵中伟; | ||||
摘要 | 本 发明 涉及一种高效分离含镁、锂溶液中镁锂的方法。调整含镁、锂溶液的pH值,将可溶性植酸盐加入到含镁、锂溶液中,使含镁、锂溶液中的Mg2+形成不溶于 水 的络合物沉淀,而Li+仍留在溶液中;固液分离后,含有Li+的溶液经浓缩后沉淀制备 碳 酸锂,所得含镁沉淀用 盐酸 溶解后,在弱酸性环境下用弱 碱 性阴离子 吸附 其中的植酸根离子,所得含Mg2+的交后液可用于制备镁盐;负载有植酸根离子的 树脂 用NaOH溶液进行 解吸 后实现再生,解吸液用于下一循环的含镁、锂溶液中Mg2+的沉淀。本方法流程短,操作简单,能高效实现含镁、锂溶液中镁锂的分离,而且植酸盐能循环利用,生产成本低,易于工业化应用。 | ||||||
权利要求 | 1.一种含镁、锂溶液中分离镁锂的方法,其特征在于,将可溶性植酸盐加入到含镁、锂溶液中沉淀镁离子,用以分离镁锂;所述的含镁、锂溶液为任意含有Li+和Mg2+的溶液,包括: |
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说明书全文 | 一种分离含镁、锂溶液中镁锂的方法技术领域背景技术[0002] 锂在现代工业中显得越来越重要,被誉为“21世纪的新能源金属”。奥巴马上台伊始就将锂定位于与石油同等重要的美国国家战略物资。随着新能源产业的快速发展,锂的市场需求急剧扩大,锂资源的开采显得更加重要。 [0003] 在自然界,锂资源主要存在于卤水尤其是盐湖卤水中,其储量占全部锂资源储量的80%以上。目前全球85%以上的锂产品来自盐湖卤水,且大都由智利SQM、德国Chemtall和美国FMC三家公司垄断生产,这依赖于其拥有低镁锂比(≤6:1)的优质盐湖卤水。我国盐湖锂资源非常丰富,查明储量达600万吨以上,但绝大部分盐湖卤水中的镁锂比都在40:1以上,最高达到1837:1,远高于工业开采标准(镁锂比≤6:1)。由于盐湖卤水中镁和锂的化学性质非常相似,镁锂分离非常困难,生产成本居高不下,严重制约我国盐湖资源的开发利用,如何经济高效实现盐湖卤水中的镁锂分离成为一个世界性难题。研究者们采用沉淀法、离子交换法、溶剂萃取法、碳化法等来提取卤水中的锂资源,但这些方法大多过程复杂,试剂消耗量大,对设备腐蚀严重,生产成本高,难以大规模工业生产。 [0004] 基于上述情况,本发明提出一种新的思路,采用一种新型的有机沉淀剂来沉淀卤水中的Mg2+,再通过酸溶-离子交换的手段实现有机沉淀剂的再生。如此而来,不仅实现了卤水中镁锂的高效分离,而且克服了传统的沉淀法镁锂分离不彻底、试剂消耗量大,成本高的缺点。 发明内容[0005] 本发明的目的在于,提出一种高效分离含镁、锂溶液中镁锂的方法,实现盐湖卤水尤其是高镁锂比盐湖卤水中镁锂的高效分离。本方法流程短,操作简单,药剂循环使用,生产成本低,易于工业化应用。 [0006] 一种分离含镁、锂溶液中镁锂的方法,将植酸盐加入到含镁、锂溶液中沉淀镁离子,用以分离镁锂;所述的含镁、锂溶液为任意含有Li+和Mg2+的溶液,包括:任意盐湖中的原始卤水或者其蒸发浓缩后的卤水,或者其提钾后的老卤中的一种或几种的混合。 [0007] 所述的可溶性植酸盐为植酸锂、植酸钠、植酸钾、植酸铵中的一种或几种的混合物。可溶性植酸盐按镁离子:植酸根摩尔比=(1~5):1的比例添加。 [0008] 所述的分离含镁、锂溶液中镁锂的方法,将含镁、锂溶液的pH值调整到5~8再加入植酸盐。 [0009] 所述的分离含镁、锂溶液中镁锂的方法,植酸盐溶液加入到含镁、锂溶液中,在室温下搅拌反应30~120min。 [0010] 所述的分离含镁、锂溶液中镁锂的方法,沉淀镁离子过滤后的滤液经浓缩后用Na2CO3沉淀制备碳酸锂。 [0012] 所述的分离含镁、锂溶液中镁锂的方法,用稀盐酸溶解滤渣控制反应终点pH为1~3;将溶解后的溶液在室温下以1~12cm/min的线速度流过弱碱性阴离子交换树脂以吸附其中的植酸根离子;所述的弱碱性阴离子交换树脂为大孔型弱碱性阴离子交换树脂。 [0014] 所述的分离含镁、锂溶液中镁锂的方法,用水将离子交换柱淋洗干净后,用0.1~0.5mol/L的NaOH溶液解吸再生负载树脂,所得含可溶性植酸盐的解吸液用盐酸调整pH值5~7后返回用于沉淀Mg2+。 [0015] 本发明具有如下优点: [0016] 1、有机沉淀剂对镁有非常好的选择性,能与镁形成溶解度非常低的络合物沉淀,镁锂分离非常彻底; [0017] 2、此方法既能处理不同镁锂比的卤水,也可以处理不同类型的卤水如原始卤水和浓缩后的老卤等,尤其适用于深度除镁; [0018] 3、此方法能实现有机沉淀剂的再生,试剂消耗量少,生产成本低,操作方便,易于规模化生产。 具体实施方式[0019] 为了更详细地解释本发明,列举以下实施例进行说明,但本发明不局限于这些实施例。 [0020] 实施例1 [0021] 采用国内西部某盐湖的原始卤水进行实验,盐湖卤水的主要成分及含量如下表所示: [0022]成分 浓度(mg/L) Li+ 280 Na+ 2350 Mg2+ 15600 + K 1050 Ca2+ 120 [0023] 将1L pH为6.8的原始卤水加入到搅拌反应器中,再加入200ml 500g/L的植酸钠溶液,在室温下搅拌反应60min;固液分离后,滤液中Mg2+的浓度为20mg/L,Li+浓度为233mg/L,2+ + Mg 和Li的沉淀率分别为99.8%和0.1%;将滤渣用10g/L的盐酸溶解,用去离子水稀释到pH为3,在室温下将稀释液以1cm/min的线速度流过D301树脂,用去离子水将负载树脂清洗干净,再用0.5mol/L的NaOH溶液对负载树脂进行解吸,所得解吸液用50g/L的盐酸调整pH为 7后,返回用于下一批次卤水中镁的沉淀。 [0024] 实施例2 [0025] 采用低镁锂比盐湖卤水进行实验,盐湖卤水的主要成分及含量如下表所示: [0026]成分 浓度(mg/L) Li+ 200 Na+ 2580 2+ Mg 1260 K+ 780 [0027] 将1L pH为7.82的原始卤水加入到搅拌反应器中,再加入20ml 500g/L的植酸钾溶液,在室温下搅拌反应120min;固液分离后,滤液中Mg2+的浓度为18mg/L,Li+浓度为195mg/2+ + L,Mg 和Li的沉淀率分别为98.5%和0.55%;将滤渣用10g/L的盐酸溶解,用去离子水稀释到pH为2,在室温下将稀释液以12cm/min的线速度流过D301树脂,用去离子水将负载树脂清洗干净,再用0.1mol/L的NaOH溶液对负载树脂进行解吸,所得解吸液用50g/L的盐酸调整pH为7后,返回用于下一批次卤水中镁的沉淀。 [0028] 实施例3 [0029] 采用国内青海东台盐湖的老卤进行实验,老卤的主要成分及含量如下表所示: [0030]成分 浓度(mg/L) Li+ 5670 Na+ 2390 Mg2+ 121126 K+ 2339 Ca2+ 236 Cl- 248534 [0031] 将1L pH为4.67的老卤加入到搅拌反应器中,用NaOH溶液将其pH调节到6.8,再加入780g的植酸钠颗粒,在室温下搅拌反应120min;固液分离后,滤液中Mg2+的浓度为22mg/L,Li+浓度为5638mg/L,Mg2+和Li+的沉淀率分别为99.9%和0.56%;将滤渣用30g/L的盐酸溶解,用去离子水稀释到pH为1,在室温下将稀释液以5cm/min的线速度流过D314树脂,用去离子水将负载树脂清洗干净,再用0.5mol/L的NaOH溶液对负载树脂进行解吸,所得解吸液用100g/L的盐酸调整pH为5后,返回用于下一批次卤水中镁的沉淀。 [0032] 实施例4 [0033] 采用西部某盐湖的原始卤水进行实验,卤水的主要成分及含量如下表所示: [0034]成分 浓度(mg/L) Li+ 198 + Na 91214 Mg2+ 16735 K+ 8508 Ca2+ 280 - Cl 191111 [0035] 将1L pH为7.67的原始卤水加入到搅拌反应器中,再加入110g的植酸铵粉末,在室温下搅拌反应120min;固液分离后,滤液中Mg2+的浓度为21mg/L,Li+浓度为195mg/L,Mg2+和Li+的沉淀率分别为99.8%和0.45%;将滤渣用20g/L的盐酸溶解,用去离子水稀释到pH为1,在室温下将稀释液以10cm/min的线速度流过D314树脂,用去离子水将负载树脂清洗干净,再用0.3mol/L的NaOH溶液对负载树脂进行解吸,所得解吸液用50g/L的盐酸调整pH为5后,返回用于下一批次卤水中镁的沉淀。 |