一種從含鋰溶液中提取鋰的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于濕法冶金領(lǐng)域，具體來說，涉及一種從含鋰溶液中提取鋰的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰是自然界最輕的堿金屬元素。其金屬和化合物在冶金、制造、玻璃陶瓷、石油化工、紡織、合成橡膠、潤(rùn)滑材料、醫(yī)療等傳統(tǒng)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。近年來，鋰在航空航天、核能、電池能源及鋰鋁合金等領(lǐng)域也越來越重要，已成為工業(yè)中十分重要的金屬，被譽(yù)為“21世紀(jì)的能源金屬”。
[0003]鋰資源主要賦存于鹽湖和花崗偉晶巖礦床中，其中鹽湖鋰資源占全球鋰儲(chǔ)量基礎(chǔ)的87%。隨著市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)，礦物鋰資源顯得供不應(yīng)求，且開采成本高，從鹽湖鹵水中提取低成本的鋰資源成為不可抗拒的趨勢(shì)。自從鹽湖鹵水提鋰技術(shù)在國(guó)外成功應(yīng)用之后，鹽湖鋰資源已成為世界鋰工業(yè)的主導(dǎo)，到2003年世界鋰生產(chǎn)中鹵水提鋰所占的比例已上升到了 91.2%。由此可見，目前世界上鹽湖提鋰已成為大局，已成為鋰工業(yè)的主流，將在鋰工業(yè)發(fā)展中較長(zhǎng)期占主導(dǎo)地位。但是目前的技術(shù)只能處理鎂/鋰比低于6/1的優(yōu)質(zhì)鹽湖資源。
[0004]我國(guó)是一個(gè)鋰資源大國(guó)，僅青海和西藏鹽湖鹵水鋰的遠(yuǎn)景儲(chǔ)量就與世界其他國(guó)家已探明的總儲(chǔ)量相當(dāng)，但國(guó)內(nèi)鹽湖鹵水存在一個(gè)明顯的特征一一鎂/鋰比高。除地處西藏偏遠(yuǎn)地區(qū)的扎布耶湖外，大部分鹽湖鹵水的鎂/鋰比都在40/1以上，最高的達(dá)到了1837/1。由于鋰和鎂性質(zhì)非常相近而難以分離。這使得我國(guó)大部分鹽湖開發(fā)一直限于提鉀，而鋰很少回收，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。目前也已開發(fā)了許多用于鹽湖鹵水提鋰的方法如沉淀法、溶劑萃取法、鍛燒浸取法、電滲析法、碳化法和離子交換吸附法等，如有研宄者開發(fā)了吸附法從鹽湖鹵水中提取鋰的方法【專利申請(qǐng)?zhí)?02145583.X】，通過制備出鋁鹽吸附劑LiCl2-Al (OH)3.ηΗ20來吸附鹵水中的鋰，但這一方法所制備的吸附劑LiCl2-Al (OH)3.ηΗ20對(duì)鋰的吸附容量較低，通常對(duì)Li的工作吸附容量為2?3mgLi+/g ;也有人將AlCljP NaOH同步加入到鹵水中，利用原位生成的Al (OH)3來吸附沉淀鋰，但該法需要消耗大量的AlCl3和NaOH，生產(chǎn)成本高，且由于NaOH直接加入鹵水，導(dǎo)致鹵水中部分Mg以Mg(OH)J^形式沉淀，鎂鋰分離效果較差，最終的鋰產(chǎn)品難以滿足使用要求。因此，如何高效實(shí)現(xiàn)高鎂鋰比鹽湖鹵水中的鎂鋰分離成為當(dāng)前鹽湖鋰資源利用的一個(gè)重要難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，提供一種從含鋰溶液中提取鋰的方法，所以特別適合于處理含鋰的鹵水，如鹽湖鹵水。該方法先將鋁與活化劑混合球磨將鋁粉活化，然后與含鋰的溶液反應(yīng)，將鋰以沉淀的形式提取，其它成分留在溶液中。該方法適用于從各種不同鋰含量的物料中提取鋰?？梢詫?shí)現(xiàn)鋰的高效提取，操作簡(jiǎn)單，成本低，易于工業(yè)化推廣。
[0006]本發(fā)明的通過以下方式實(shí)現(xiàn):
[0007]一種從含鋰溶液中提取鋰的方法，先將金屬鋁與活化劑混合研磨得到研磨混合物；將含鋰溶液的PH值調(diào)節(jié)至6?8，優(yōu)選調(diào)至8 ;然后將研磨混合物加入到含鋰溶液中進(jìn)行反應(yīng)；反應(yīng)完成后進(jìn)行固液分離，得到含鋰的沉淀物。
[0008]上述方法中所述的金屬鋁為鋁粉。
[0009]上述方法中所述的研磨是按質(zhì)量比m(活化劑):m(銷粉)=10:1?1:10的比例進(jìn)行混合。優(yōu)選按質(zhì)量比m(活化劑):m(銷粉)=5:1?1:5的比例進(jìn)行混合。
[0010]上述方法中所述的活化劑為KC1，NaCl, K2SO4, Na2SO4中的一種或幾種的混合物。
[0011]上述方法中研磨方式為球磨，球磨時(shí)間為0.5?12h，球料比為10:1?30:1 ;優(yōu)選球磨時(shí)間為I?8h，優(yōu)選球料比為10:1?20:1。
[0012]上述方法中按鋁與鋰的摩爾比為2:1?5:1，優(yōu)選3:1?5:1，將研磨混合物加入到含鋰溶液中進(jìn)行反應(yīng)。
[0013]上述方法中研磨混合物與含鋰溶液在O?100°C條件下反應(yīng)；反應(yīng)時(shí)間10?60分鐘；優(yōu)選反應(yīng)溫度為10?50°c，優(yōu)選反應(yīng)時(shí)間為10?30分鐘。
[0014]上述方法中所述的含鋰溶液包括含鋰的鹵水。
[0015]發(fā)明優(yōu)勢(shì):
[0016]1、本發(fā)明方法將活化后的鋁粉直接與含鋰溶液反應(yīng)并得到LiAl2(OH)7的水合物，其它成分留在溶液中，能夠高效的提取含鋰溶液中的鋰；活化后的鋁基材料反應(yīng)活性非常高，所得含鋰沉淀物中的理論鋰含量可達(dá)32.4mg/go
[0017]2、本發(fā)明方法用于處理鹽湖鹵水時(shí)，鎂不參與反應(yīng)仍留在溶液中，從而實(shí)現(xiàn)鎂、鋰的高效分離，特別適合于處理高鎂鋰比的鹽湖鹵水。
[0018]3、本發(fā)明方法操作簡(jiǎn)單，成本低，易于工業(yè)化推廣。
【附圖說明】
[0019]圖1為實(shí)施例1中所得含鋰沉淀物的XRD圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合實(shí)施例旨在進(jìn)一步說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。
[0021]實(shí)施例1:
[0022]將鋁粉與KCl按質(zhì)量比為2:5進(jìn)行混合，再按球料比為30:1進(jìn)行球磨4h ;再將Li濃度為1.5g/L，Mg濃度為30g/L的溶液pH值調(diào)節(jié)至7，然后將球磨混合物與含量溶液按液固比為3:1混合，控制球磨混合物中鋁與溶液中鋰摩爾比為2: 1，在溫度為20°C條件下反應(yīng)30分鐘后，通過固液分離得到含鋰沉淀物，其中鎂鋰質(zhì)量比為1:2，鋰含量為31.8mg/g，沉淀的XRD檢測(cè)圖譜如圖1所示。
[0023]實(shí)施例2:
[0024]將鋁粉與NaCl按質(zhì)量比為1:5進(jìn)行混合，再按球料比為20:1進(jìn)行球磨2h ;再將Li濃度為0.5g/L，Mg濃度為25g/L的溶液pH值調(diào)節(jié)至6，然后將球磨混合物與含量溶液按液固比為5:1混合，控制球磨混合物中鋁與溶液中鋰摩爾比為3:1，在溫度為0°C條件下反應(yīng)60分鐘后，通過固液分離得到含鋰沉淀物，其中鎂鋰質(zhì)量比為1:2.5，鋰含量為26.5mg/g°
[0025]實(shí)施例3:
[0026]將鋁粉與Na2SO4按質(zhì)量比為1:10進(jìn)行混合，再按球料比為15:1進(jìn)行球磨1h ;再將Li濃度為800mg/L，Mg濃度為30g/L的溶液pH值調(diào)節(jié)至7，然后將球磨混合物與含量溶液按液固比為10:1混合，控制球磨混合物中鋁與溶液中鋰摩爾比為4:1，在溫度為50°C條件下反應(yīng)20分鐘后，通過固液分離得到含鋰沉淀物，其中鎂鋰質(zhì)量比為1:6，鋰含量為32.4mg/go
[0027]實(shí)施例4:
[0028]將鋁粉與K2SO4按質(zhì)量比為1:8進(jìn)行混合，再按球料比為10:1進(jìn)行球磨12h ;再將Li濃度為1.2g/L，Mg濃度為40g/L的溶液pH值調(diào)節(jié)至8，然后將球磨混合物與含量溶液按液固比為8:1混合，控制球磨混合物中鋁與溶液中鋰摩爾比為2:1，在溫度為100°C條件下反應(yīng)10分鐘后，通過固液分離得到含鋰沉淀物，其中鎂鋰質(zhì)量比為1:1，鋰含量為21.5mg/g°
[0029]實(shí)施例5:
[0030]將鋁粉與KCl按質(zhì)量比為1:3進(jìn)行混合，再按球料比為16:1進(jìn)行球磨8h ;再將Li濃度為300mg/L，Mg濃度為15g/L的溶液pH值調(diào)節(jié)至7，然后將球磨混合物與含量溶液按液固比為5:1混合，控制球磨混合物中鋁與溶液中鋰摩爾比為5: 1，在溫度為80°C條件下反應(yīng)30分鐘后，通過固液分離得到含鋰沉淀物，其中鎂鋰質(zhì)量比為1:10，鋰含量為27.6mg/go
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種從含鋰溶液中提取鋰的方法，其特征在于，先將金屬鋁與活化劑混合研磨得到研磨混合物；將含鋰溶液的PH值調(diào)節(jié)至6?8，優(yōu)選調(diào)至8 ;然后將研磨混合物加入到含鋰溶液中進(jìn)行反應(yīng)；反應(yīng)完成后進(jìn)行固液分離，得到含鋰的沉淀物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從含鋰溶液中提取鋰的方法，其特征在于，所述的金屬銷為銷粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種從含鋰溶液中提取鋰的方法，其特征在于，所述的研磨是按質(zhì)量比m(活化劑):m(銷粉)=10:1?1:10的比例進(jìn)行混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種從含鋰溶液中提取鋰的方法，其特征在于，所述的研磨是按質(zhì)量比m(活化劑):m(銷粉)=5:1?1:5的比例進(jìn)行混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種從含鋰溶液中提取鋰的方法，其特征在于，所述的活化劑為KC1，NaCl, K2SO4, Na2SO4中的一種或幾種的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種從含鋰溶液中提取鋰的方法，其特征在于，研磨方式為球磨，球磨時(shí)間為0.5?12h，球料比為10:1?30:1 ;優(yōu)選球磨時(shí)間為I?8h，優(yōu)選球料比為10:1?20:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從含鋰溶液中提取鋰的方法，其特征在于，按鋁與鋰的摩爾比為2:1?5:1，優(yōu)選3:1?5:1，將研磨混合物加入到含鋰溶液中進(jìn)行反應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的一種從含鋰溶液中提取鋰的方法，其特征在于，研磨混合物與含鋰溶液在O?100°C條件下反應(yīng)；反應(yīng)時(shí)間10?60分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種從含鋰溶液中提取鋰的方法，其特征在于，研磨混合物與含鋰溶液在10?50°C條件下反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為10?30分鐘。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從含鋰溶液中提取鋰的方法，其特征在于，所述的含鋰溶液包括含鋰的鹵水。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從含鋰溶液中提取鋰的方法，先將鋁與活化劑混合球磨將鋁粉活化，然后與含鋰的溶液反應(yīng)，將鋰以沉淀的形式提取，其它成分留在溶液中。該方法適用于從各種不同鋰含量的物料中提取鋰。本發(fā)明工藝流程短，操作簡(jiǎn)單，提取鋰的選擇性好，效率高。
【IPC分類】C22B26-12
【公開號(hào)】CN104711436
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510138014
【發(fā)明人】陳星宇, 趙中偉, 劉旭恒
【申請(qǐng)人】中南大學(xué)
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年3月27日