一种盐湖提锂的工艺及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及盐湖卤水提锂的方法，具体涉及由碳酸盐型盐湖卤水提取氢氧化锂的方法。本发明专利技术提供了一种由碳酸盐型盐湖卤水提取氢氧化锂的方法。本发明专利技术将吸附法耦合膜法，利用碳酸盐型盐湖卤水制备出氢氧化锂，且具有工艺简单，经济性好，锂收率高，提锂周期短，对环境友好，无污染，可连续化生产等优势。

【技术实现步骤摘要】
一种盐湖提锂的工艺及装置
本专利技术涉及盐湖卤水提锂的方法，具体涉及由碳酸盐型盐湖卤水提取氢氧化锂的方法。
技术介绍
锂是一种重要的战略性资源物质，是现代高科技产品不可或缺的重要原料。随着锂及锂盐的广泛应用和高新技术的不断发展，特别是近几年锂电池工业发展迅速，市场对锂的需求增长快速。目前国内锂盐大都从矿石中提取，但随着高品位锂矿石的不断减少和矿石提锂的成本不断提高，且由于盐湖中富含大量的锂元素，盐湖提锂逐渐引起人们的关注。我国锂资源储量巨大，仅次于玻利维亚，位于世界第二的位置。我国西藏具有丰富的盐酸盐型盐湖锂资源，著名的有班戈错、当雄错、扎布耶茶卡、郭加林错等碳酸盐型盐湖，其中，扎布耶盐湖为中国第一、世界第三大盐湖，其碳酸锂储量约为184万吨。碳酸盐型锂盐湖由于其卤水中大量存在的CO32-限制了Ca2+、Mg2+在卤水中存在的浓度范围，从而造就了卤水很小的镁锂比，碳酸盐型盐湖是卤水提锂的优质资源。目前碳酸盐型盐湖提锂采用的是梯度太阳池工艺，专利CN1398786A提出了一种利用太阳能，以太阳池为结晶池从碳酸盐型盐湖卤水中结晶析出提取碳酸锂的方法。我国扎布耶盐湖采用“冬储卤-多级冷冻日晒-太阳池升温沉锂”工艺，已形成年产3000吨碳酸锂的能力，此方法操作简单，成本较低，但存在锂收率低、需要建设盐田，提锂周期长，产品纯度低，且难以快速扩大产能等问题。吸附法作为一种新型的盐湖提锂技术，具有提锂效率高、使用成本低及环保优势强等特点。目前吸附法所应用的场景仅为氯化物型、硫酸盐型卤水，体系比较单一，且大部分将富锂溶液制备碳酸锂和氯化锂产品。专利CN1511964A公开了一种从盐湖卤水提锂的方法—吸附法，该方法工艺流程简单，环境友好，但仅适用于青海盐湖卤水和盐田浓缩含锂老卤，获得的富锂溶液用于制备碳酸锂和氯化锂。
技术实现思路
本专利技术提供了一种由碳酸盐型盐湖卤水提取氢氧化锂的方法。本专利技术将吸附法耦合膜法，利用碳酸盐型盐湖卤水制备出氢氧化锂，且具有工艺简单，经济性好，锂收率高，提锂周期短，对环境友好，无污染，可连续化生产等优势。一种盐湖提锂的工艺，所述的工艺是应用于碳酸盐型卤水，包括以下步骤：第1步，对卤水采用锂吸附剂进行吸附，再使用解吸剂对吸附剂进行解吸，得到解吸液；第2步，对第1步中得到的解吸液进行浓缩，得到浓缩液；第3步，对第2步得到的浓缩液采用纯化树脂去除钙镁离子，得到纯化富锂溶液；第4步，对第3步中得到的纯化富锂溶液采用双极膜电解处理，得到酸溶液和碱溶液；第5步，对第4步得到的碱溶液进行结晶，得到氢氧化锂和结晶母液。一个实施方式中，所述的第1步中，盐湖卤水中锂离子、钠离子、镁离子、硼元素、碳酸根和氯离子浓度分别是0.1-10g/L、10-150g/L、0.01-1g/L、0.1-4g/L、5-50g/L和20-150g/L。在一个实施方式中，所述的第1步中的卤水是经过预处理滤除悬浮物的卤水。在一个实施方式中，所述的滤除悬浮物是指采用介质过滤器或者膜过滤器进行过滤。在一个实施方式中，所述的膜过滤器是微滤膜或者超滤膜；在一个实施方式中，所述的膜过滤器是采用中空纤维式、管式或者多通道式膜元件。在一个实施方式中，所述的膜过滤器的结构是，包括：陶瓷膜组件3，陶瓷膜组件3的两端设有封头9，并且在封头9上分别设有物料进口10和物料出口11，在陶瓷膜组件3上还开设有渗透液出口12；在陶瓷膜组件3的内部安装有陶瓷膜管13，在陶瓷膜管13朝向物料进口10的一端安装有锥形的膜管入口处接头14，锥形的较大截面的一侧朝向料液进口10，并且在膜管入口处接头14的内部的壁面上还开设有内壁螺旋槽15。在一个实施方式中，所述的第2步中，吸附剂钛系吸附剂或锰系吸附剂中至少一种。在一个实施方式中，所述的第2步中，解吸剂是酸溶液，其中氢离子浓度0.01~1mol/L。在一个实施方式中，所述的第2步中，酸溶液选自盐酸、硫酸、硝酸或醋酸溶液中至少一种。在一个实施方式中，所述的第5步中得到的酸溶液经过浓度调配后送入第2步中作为解吸剂对吸附剂进行解吸。在一个实施方式中，所述的第2步中，得到的解吸液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为0.5~5.0g/L、0.1~5.0g/L、0~0.05g/L和0~0.05g/L；所述解吸液pH值为1~7，优选3~7。在一个实施方式中，所述的第3步中，浓缩采用膜浓缩；可以采用反渗透膜、正渗透膜、电渗析膜，DTRO膜中一种或多种组合。在一个实施方式中，所述的第3步中，得到的浓缩液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为2.0~20.0g/L、1.2~20.0g/L、0~0.8g/L和0~0.8g/L。在一个实施方式中，所述的第4步中，纯化富锂溶液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为2.0~20.0g/L、1.2~20.0g/L、0~0.005g/L和0~0.005g/L。在一个实施方式中，所述的第5步中，酸溶液中氢离子浓度为1.0~2.5mol/L；所述碱溶液中锂离子浓度为1.0~2.5mol/L。一种盐湖提锂的装置，包括：吸附装置，用于对卤水进行锂离子吸附处理；膜浓缩装置，连接于吸附装置，用于对吸附装置中得到的解吸液进行浓缩处理；纯化树脂柱，连接于膜浓缩装置的浓缩侧，用于对膜浓缩装置中得到的浓缩液进行除钙镁处理；双极膜装置，连接于纯化树脂柱，用于对纯化树脂柱中得到的纯化富锂溶液进行电解处理；蒸发结晶器，连接于双极膜装置的碱室，用于将碱室中获得的含有氢氧化锂的溶液进行浓缩结晶处理。在一个实施方式中，还包括：预过滤器，用于对卤水进行预过滤处理，且吸附装置连接于预过滤器。在一个实施方式中，所述的预过滤器是指采用滤网、格栅、板框、介质过滤器或者膜过滤器进行过滤。在一个实施方式中，所述的膜过滤器中安装的是中空纤维式、管式或者多通道式膜元件。在一个实施方式中，所述的膜过滤器是微滤或者超滤膜。在一个实施方式中，所述的膜过滤器的结构中包括陶瓷膜组件，陶瓷膜组件的两端设有封头，并且在封头上分别设有物料进口和物料出口，在陶瓷膜组件上还开设有渗透液出口；在陶瓷膜组件的内部安装有陶瓷膜管，在陶瓷膜管朝向物料进口的一端安装有锥形的膜管入口处接头，锥形的较大截面的一侧朝向料液进口，并且在膜管入口处接头的内部的壁面上还开设有内壁螺旋槽。在一个实施方式中，所述的吸附装置中装填有用于对锂离子进行吸附的吸附剂。在一个实施方式中，所述的吸附剂是钛系吸附剂或锰系吸附剂中至少一种。在一个实施方式中，所述的吸附装置上设有解吸剂加入管，用于向吸附装置中加入解吸剂。在一个实施方式中，还包括：调酸罐，用于将双极膜装置中得到酸溶液的pH进行调节并用于吸附装置的解吸。在一个实施方式中，所述的膜浓缩装置为反渗透膜、正渗透膜、电渗析膜，DTRO膜中一种或多种组合。有益效果<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盐湖提锂的工艺，其特征在于，所述的工艺是应用于碳酸盐型卤水，包括以下步骤：/n第1步，对卤水采用锂吸附剂进行吸附，再使用解吸剂对吸附剂进行解吸，得到解吸液；/n第2步，对第1步中得到的解吸液进行浓缩，得到浓缩液；/n第3步，对第2步得到的浓缩液采用纯化树脂去除钙镁离子，得到纯化富锂溶液；/n第4步，对第3步中得到的纯化富锂溶液采用双极膜电解处理，得到酸溶液和碱溶液；/n第5步，对第4步得到的碱溶液进行结晶，得到氢氧化锂和结晶母液。/n

【技术特征摘要】
1.一种盐湖提锂的工艺，其特征在于，所述的工艺是应用于碳酸盐型卤水，包括以下步骤：
第1步，对卤水采用锂吸附剂进行吸附，再使用解吸剂对吸附剂进行解吸，得到解吸液；
第2步，对第1步中得到的解吸液进行浓缩，得到浓缩液；
第3步，对第2步得到的浓缩液采用纯化树脂去除钙镁离子，得到纯化富锂溶液；
第4步，对第3步中得到的纯化富锂溶液采用双极膜电解处理，得到酸溶液和碱溶液；
第5步，对第4步得到的碱溶液进行结晶，得到氢氧化锂和结晶母液。


2.根据权利要求1所述的盐湖提锂的工艺，其特征在于，
在一个实施方式中，所述的第1步中，盐湖卤水中锂离子、钠离子、镁离子、硼元素、碳酸根和氯离子浓度分别是0.1-10g/L、10-150g/L、0.01-1g/L、0.1-4g/L、5-50g/L和20-150g/L；
在一个实施方式中，所述的第1步中的卤水是经过预处理滤除悬浮物的卤水；
在一个实施方式中，所述的滤除悬浮物是指采用滤网、格栅、板框、介质过滤器或者膜过滤器进行过滤；
在一个实施方式中，所述的膜过滤器是微滤膜或者超滤膜；
在一个实施方式中，所述的膜过滤器是采用中空纤维式、管式或者多通道式膜元件。


3.根据权利要求1所述的盐湖提锂的工艺，其特征在于，在一个实施方式中，所述的第2步中，吸附剂钛系吸附剂或锰系吸附剂中至少一种；
在一个实施方式中，所述的第2步中，解吸剂是酸溶液，其中氢离子浓度0.01~1mol/L；
在一个实施方式中，所述的第2步中，酸溶液选自盐酸、硫酸、硝酸或醋酸溶液中至少一种；
在一个实施方式中，所述的第5步中得到的酸溶液经过浓度调配后送入第2步中作为解吸剂对吸附剂进行解吸；
在一个实施方式中，所述的第2步中，得到的解吸液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为0.5~5.0g/L、0.1~5.0g/L、0~0.05g/L和0~0.05g/L；所述解吸液pH值为1~7，优选3~7。


4.根据权利要求1所述的盐湖提锂的工艺，其特征在于，在一个实施方式中，所述的第3步中，浓缩采用膜浓缩；可以采用反渗透膜、正渗透膜、电渗析膜、DTRO膜中一种或多种组合；
在一个实施方式中，所述的第3步中，得到的浓缩液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为2.0~20.0g/L、1.2~20.0g/L、0~0.8g/L和0~0.8g/L。


5.根据权利要求1所述的盐湖提锂的工艺，其特征在于，在一个实施方式中，所述的第4步中，纯化富锂溶液中锂离子、钠离子、钙离子和镁离子浓度分别为2.0~20....

【专利技术属性】
技术研发人员：张许，王肖虎，熊福军，郭中伟，顾俊杰，程杨，
申请(专利权)人：江苏久吾高科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32