锂在自然界主要以两种形式存在,一种以锂矿石形式(主要有锂辉石、锂云母、锂长石等)存在于岩矿中,一种以锂离子形式存在于各类卤水中(包括盐湖、地下水、海水)。据统计,全球锂资源探明储量中矿石类锂资源约为3.5亿吨(LCE),盐湖卤水锂资源约为13亿吨(LCE)。根据锂资源不同类型,其提取工艺也不同。主要提取工艺分别介绍如下:以锂辉石为原料,采用煅烧转型并利用硫酸浸取的方法生产碳酸锂,是目前世界上矿石法中应用最多、最广、最主流的生产方式。同时,也是在工业上比较成熟的工艺。锂辉石精矿在回转窑中高温焙烧,冷却后球磨足量的硫酸混合焙烧后水浸,除杂后加入酸钠沉淀成碳酸锂。
2、将锂矿石与硫酸盐混合烧结,将烧结后的熟料溶出,得到的硫酸锂和硫酸钾为主要成分的溶液除杂,经过滤、蒸发、分离得到硫酸锂溶液,再加入碳酸钠沉淀碳酸锂得到碳酸锂产品;
活化后锂矿石与碳酸钠配比压煮溶出,最后通过沉锂分离回收锂。该工艺操作较简单,回收率较高。
4、石灰石焙烧法石灰石烧结法是用石灰石等原料与锂矿按照一定的质量比混合,进行烧结,加水浸出,过滤后可得到锂浸出液,实现和矿物中的钙、铝、硅等杂质的分离,再进行除杂净化,得到氢氧化锂溶液,可通过浓缩结晶或碳化得到锂产品。
按照盐湖类型大体可以分为硫酸盐型盐湖、氯化物性盐湖、碳酸盐型盐湖以及硝酸盐型盐湖。与之相对应的,其提锂工艺也差别较大。主要提取工艺如下:将含锂卤水进行自然蒸发浓缩,当锂含量达到适当浓度后,通过脱硼,除镁、钙等分离工序,然后加入纯碱使锂以碳酸锂的形式沉淀析出。这种工艺过程简单、能耗小、成本低,比较适宜碱土金属含量少、镁锂比低的卤水。
2、该生产工艺是针对镁锂比较高的盐湖卤水提锂提出的技术。首先将盐湖卤水经过盐田蒸发、析盐、浓缩以后,然后加热,蒸千,得到含有LiCl的固相。后在高温下,煅烧该固体,然后,将煅烧后的烧结物用水浸取,因锂盐易溶于水,转移进入溶液中,氯化镁高温锻烧后转化得到的氧化镁几乎不溶于水,故而留在煅烧残渣中。通过煅烧和浸取工序,实现了镁和锂的分离。然后对浸取液处理,除去浸取液中硫酸根、少量的镁和硼等杂质,滤液净化后经蒸发、浓缩,采用碳酸钠法沉淀得到碳酸锂。
3、将盐湖卤水经盐田日晒,分步析出氯化钠、光卤石及部分水氯镁石,得到的浓缩卤水经酸化后进入萃取槽,经多级逆流萃取洗涤、反萃取、洗酸等阶段,得到的反萃取液经成品工序的蒸发浓缩、焙烧、浸取、去除杂质,再蒸发浓缩、纯碱沉淀制取碳酸锂产品。吸附法生产工艺首先利用有选择性的吸附剂将卤水中的锂离子吸附,然后再将锂离子洗脱下来,达到锂离子与其它离子分离,便于后序工序转化利用。
盐田日晒蒸发得到的含锂浓缩卤水,通过一级或多级电渗析器,利用阴、阳一价选择性离子交换膜进行循环(连续式、连续部分循环式或批量循环式)工艺浓缩锂,获得富锂低镁卤水。然后通过深度除杂、精制浓缩,经转化干燥便可制取碳酸锂产品。即利用地区温度差异的优势,将卤水在冬季进行低温蒸发,除去卤水中大量芒硝和泡碱,从而使卤水中的锂元素得到快速富集。随后利用太阳池工艺提取碳酸锂。
5、高原硫酸盐型盐湖卤水制备锂盐, STRONG>首先将硫酸盐型盐湖卤水蒸发到氯化钠饱和状态,在冬季冷冻析出芒硝,然后将析出芒硝后的卤水在春夏季蒸发析出氯化钠;对析出氯化钠后的卤水进行自然蒸发除杂得到高氯化镁含量的卤水:将高氯化镁含量的卤水与芒硝混合反应析出钠盐和镁盐,等到富硼锂卤水;将富硼锂卤水蒸发到硼或锂元素的含量达到预定值时与水或原始卤水混合反应,析出硼矿,固液分离后得到富锂卤水。 |