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盐湖提锂主流工艺与标的梳理之五

(5)吸附耦合膜法总结:在盐湖提锂的工业化过程中,吸附法和膜法分别作为单一的提锂方案进行测试。但吸附剂存在吸附容量小、解吸液锂浓度低、杂质含量高等缺点,单独产线难以达产达 标。纯膜法的局限性则在于膜使用寿命较短,维护成本高,能耗较大;高盐度、高矿化 度的卤水也容易造成膜污染,频繁更换增加生产成本。蓝科锂业通过与启迪清源合作,将吸附法技术与膜法结合,开创了吸附耦合膜的系统提 锂工艺路线,有效解决了单一吸附法、膜法生产过程中的问题。该方案经过蓝科锂业、 蓝晓科技等公司的持续优化,目前已成为国内青海地区盐湖提锂项目的最主流方案。

a.吸附+膜法优势:

a)可以原卤直提或者从高镁锂比的盐湖卤水中提锂,降低原卤边际品 位,提高锂收率的同时大幅缩减盐田面积,缩短生产周期。

b)使用全程用水解吸即可, 无需添加任何化学试剂。

b.吸附+膜法缺陷总结:

1)成熟运用的铝系吸附剂吸附容量通常小于 5mg/g,低于理论吸 附容量;

2)解吸和顶液过程需要消耗大量淡水资源,在淡水资源稀缺的盐湖矿区受限;

3)吸附剂存在形式为粉末状,制备和成型工艺影响较大,流动性和渗透性较差,生产 过程中易造成吸附剂的流失;

4)吸附剂通用性差。


(6)萃取法:沉锂母液回收工段的核心工艺PART 04萃取法是一种成熟的液液分离工业化技术,萃取法提锂通常采用对锂具有高选择性且对 其他杂质离子基本不存在萃取作用的有机溶剂萃取剂,将锂从卤水中萃取入有机相中, 实现锂与杂质的分离,再将锂反萃取;多级萃取、反萃取后,将含锂溶液浓缩、除杂, 即可获得氯化锂。

a.目前主要的锂萃取体系包括中性磷酸酯类和酰胺类萃取体系、冠醚类萃取体系、离子液 体萃取体系等;其中应用最成熟、具有工业化尝试经验的是磷酸三丁酯(TBP)协同萃 取体系:以 TBP 为萃取剂,Fe3+为共萃取离子。将 TBP 与 FeCl3共同加入盐湖卤水中, 卤水中的 Cl-可与 FeCl3 形成 FeCl4 -配阴离子,配阴离子可与 Li+共同被萃入有机相,大 大提高锂的萃取率。萃取法具有提锂效率高、操作过程简单、连续性强、固定投资小等诸多优点;

b.工业化应 用中,大华化工下属兴华锂业利用萃取法工艺技术在大柴旦盐湖建立了年产 10000t 碳 酸锂的生产线。但萃取法作为主工艺在实际应用中,也存在一些问题:TBP 协同萃取体 系中,一方面磷酸三丁酯浓度较高,对萃取设备的腐蚀性较强;另外在搅拌过程中,三 氯化铁容易乳化在萃取槽中形成絮状物,从而无法充分混合萃取和反萃再生,对生产效 率和回收率影响很大;而萃取法本身也存在一定环保问题,尾液中容易残留一些有机物, 需要额外的工艺进行尾液除油。因此,目前采用萃取法作为盐湖提锂主工艺的仅有兴华 锂业,萃取法在沉锂母液回收工段更具综合优势。

c.沉锂工段中,碳酸锂沉锂母液为碳酸锂和硫酸钠的水溶液,其中碳酸锂为饱和状态,硫 酸钠为不饱和状态,还包含少量碳酸钠。由于高盐环境下碳酸锂的平衡溶解度受到限制, 因此沉锂反应的单程收率只有 80%左右,还有 20%左右的锂离子残留在母液中。为避免 锂的损失与污水对环境危害,通常需要进行母液回收处理。常用的沉锂母液处理方法包 括磷酸锂沉淀法、循环回收、太阳池蒸发法和溶剂萃取法。

d.磷酸锂沉淀法是目前使用最 广泛的母液回收方法,即利用磷酸锂与磷酸钠的溶度积系数差异实现锂钠高效分离,母 液锂资源回收率 90%+;但从经济性角度来说,每生产 1 吨磷酸锂需要约 3.3 吨 Na3PO4·12H2O,原料成本超过 10000 元,而磷酸锂与碳酸锂价格相比也缺乏工业经济性 优势。

e.循环回收是将沉锂母液直接返回系统进行循环,但由于母液中含有较多钠离子、 氯离子和碳酸根,长期容易造成富集,尤其是沉锂过程添加的碳酸钠中钠离子没有系统 出口,易造成产品中携带大量氯化钠,影响产品浓度。

f.太阳池蒸发法是通过蒸发母液中 的水分,使其他金属阳离子沉淀,获得高浓度含锂溶液;但该工艺蒸发结晶能耗高、锂 的母液夹带损失严重,且母液因 CO2 3-的存在而涉及 pH 的反复调节,酸碱耗量大,成本高。萃取法作为在锂回收率和杂质元素选择性分离效果方面具有显著优势的一种方法, 卤水整体回收率可达 90%以上,且锂钠分离系数可达 100 以上。

发布时间:2023/10/16 10:48:14 查看:178次

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