技术领域
[0001] 本发明涉及一种卤水的吸附提锂方法,属于吸附法提锂技术领域。
相关背景技术
[0002] 锂是自然界最轻、半径最小的碱金属,化学性质活泼。锂及其化合物广泛应用于航空、医药、化工、国防及新能源等多个领域,被称为“推动世界前进的重要元素”。
[0003] 面对锂需求量飞速增长的问题,寻求一种高效稳定的提锂方法显得尤为必要。目前常用的提锂方法有沉淀法、溶剂萃取法、吸附法。沉淀法提锂工艺使用的沉淀剂耗量大,生产成本高,不具备经济性。溶剂萃取法具有纯度高、工艺简单等优点,但其溶损率高、污染严重,并且对设备造成腐蚀。吸附法提锂工艺采用对锂离子具有高度选择性的吸附剂,经吸附和洗脱两步将锂从卤水中提取出来,不受卤水品位的限制,适用性强,具有能耗低、经济、环保等优点。该方法被认为是从卤水中提取锂的最具发展前景的方法之一。
[0004] 目前,由于含锂卤水中普遍含有杂质阳离子(例如钠、钾、镁、钙等),吸附法在对含杂质阳离子、锂的卤水进行分离过程中,由于杂质阳离子的干扰,造成分离效率不高、且脱附液中阳离子/锂比例较高,锂损失较多、锂收率低的问题。
具体实施方式
[0022] 本发明涉及一种从含杂质阳离子、锂卤水中提锂的方法,具体是一种高收率从含杂质阳离子、锂溶液中提锂,并降低脱附液杂质阳离子/锂比例的方法,用于优化钛系吸附剂的卤水提锂的洗脱工艺,从而达到降低脱附液中杂质阳离子/锂比例,且保持较高锂回收率的目的。
[0023] 本发明当中的卤水中需要提取的离子为锂离子,这里的卤水的原料来源可以是废旧锂离子电池浸出液、盐湖卤水、沉锂母液、油田或气高钠含锂卤水田卤水、浓海水或者制盐母液。以盐湖卤水为例,现有的技术中从盐湖中经过晒盐、浓缩等方式获得的卤水中还会含有其他的一些阳离子,包括钠、钾、镁、钙等,在通过吸附剂(钛系吸附剂例如Li2TiO3、Li4Ti5O12)的选择性吸附时,仍然会存在一定量的杂质阳离子被吸附,在洗脱的过程中也会存在着解离的情况,导致了吸附法提锂的过程中锂的分离效率较低;。这里的杂质阳离子与锂离子的质量比可以是0.1~1。另外,如果在解吸的过程中存在着被吸附的锂的过度解吸时,在后续的再次吸附过程中继续会导致吸附剂表现出对杂质阳离子的吸附性,影响到了后续的吸附分离步骤。
[0024] 本专利的技术构思是:在解吸的过程中,在采用酸作为解吸剂时,还添加一定量的锂离子,这一部分的锂离子能够抑制洗脱过程中的过度解吸,避免吸附剂在后续的吸附过程中对杂质离子的吸附,降低了洗脱液中的杂质阳离子和锂的比例。
[0025] 本专利中的洗脱液中的酸主要是硫酸、盐酸、硝酸、柠檬酸、醋酸的一种或几种混合物,其pH范围可以是0~4。在实际的过程中,也可以直接采用上一批次获得的解吸液进行回用,这一部分的解吸液中本身呈pH酸性,也带有一定量的锂离子,将其调配至合适的浓度时,可以实现含锂酸液的相同功能。
[0026] 本专利中的洗脱液中的锂离子可以是选自锂的卤化物盐、硫酸盐、硝酸盐、氢氧化物;这里的锂离子在解吸液中的浓度可以是0~4。
[0027] 实施例1
[0028] 本实施例中所采用的卤水是硫酸盐型卤水,其中含有的主要离子钠离子、钙离子、锂离子、硼元素和硫酸根离子浓度分别是89.0g/L、0.04g/L、1.2g/L、0.21g/L和199.5g/L。将其送入装有钛系吸附剂的床层中进行吸附,吸附过程的参数:流速为200BV/h,循环吸附
60min后吸附结束。用水对吸附剂淋洗后,加入含量为1g/L锂离子,pH为1的解吸液进行解吸,解吸条件是流速为180BV/h,循环解析30min。
[0029] 实施例2
[0030] 本实施例中所采用的卤水是碳酸型盐湖卤水,其中含有的主要离子钠离子、镁离子、锂离子、硼元素、氯离子、碳酸根和碳酸氢根浓度分别是39.0g/L、0.3g/L、0.7g/L、0.75g/L、58g/L、2.1g/L和1.4g/L。将其送入装有钛系吸附剂的床层中进行吸附,吸附过程的参数:流速为200BV/h,循环吸附60min后吸附结束。用水对吸附剂淋洗后,加入含量为
0.5g/L锂离子,pH为1的解吸液进行解吸,解吸条件是180BV/h,循环解析30min。
[0031] 对比例1
[0032] 与实施例1的区别在于:解吸液中不加入锂盐。
[0033] 实验数据:
[0034] 以上各实施例和对比例中所得到的,得到的解吸液中的离子含量如下表所示:
[0035]
[0036] 从上表中可以看出,采用实施例1中获得的解吸液的钠/锂比为0.469,而与之相对应的是对比例1中为1.097,由于使用了含锂洗脱液进行解吸,抑制了钠的解离,使得到的解吸液中的钠/锂比降低。
[0037] 将上述经过解吸后的吸附剂再次进行卤水的吸附,采用如实施例1中的硫酸盐型卤水,吸附时间同实施例1,吸附完成后经过表面淋洗后,采用pH=1的硫酸进行洗脱,用于考察钠的二次吸附量,如下表所示:
[0038]
[0039] 通过上表可以看出,采用实施例1的解吸后由于避免了锂的过度解吸,可以使第二次的吸附剂的使用时抑制钠的再次吸收,直接使用酸洗后得到的解吸液中的钠离子含量显著减少,说明了可以避免锂过度解吸带来的钠再次吸收的问题。