对国内锂分布与提取研究

对国内锂分布与提取研究 对国内锂分布与提取研究 对国内锂分布与提取研究 1国内锂资源分布及特点

1.1锂资源储量与分布 1.2盐湖锂资源的特点

青藏高原盐湖卤水矿化度较高,一般为200~300g/L,属浓卤水;柴达木盆地的矿化度平均为320g/L;藏北矿化度为200g/L。青藏高原盐湖卤水有用组分与矿化度的关系见表3[9],青海和西藏主要含锂盐湖的化学组成见表4。从表3可见,青藏高原盐湖卤水的矿化度按氯化物型—硫酸盐型—碳酸盐型依次变小,以硫酸钠盐型锂含量最高。从表4看出:西藏扎布耶盐湖锂质量浓度比较高而镁质量浓度较低;青海柴达木盆地的锂质量浓度较低而镁却很高,较高的镁锂质量比制约了盐湖卤水提锂工业化进程。国内外对卤水锂资源的开发都是对各有用组分综合提取,而不是单纯提锂。虽然原始盐湖卤水中锂的质量浓度较低,但随着卤水中钾、硼等矿物的提取,外排尾液中锂得到富集,如察尔汗盐湖卤水在提取氯化钾之后,排放的老卤水中锂质量浓度达到200~300mg/L,为锂的提取创造了有利条件。

2锂提取工艺研究现状

2.1从矿石中提取锂

从矿石中提取锂技术较为成熟,主要有石灰石烧结法、纯碱压煮法、硫酸法、醋酸钠法及氯化法等。旷戈等[10]以锂云母矿石粉、硫酸及添加剂为原料,在150~350℃下反应0.5~4h,最后沉淀得到粗锂盐产品,此法具有反应温度低,生产能耗小、锂提取率高等特点。李良彬等[11]将锂辉石精矿依次经过焙烧转型、冷却磨细、调浆、压浸、降温减压碳化、分离、洗涤及除杂、加热分解、离心分离及淋洗、干燥等工序得到合格的碳酸锂产品,此法具有工艺简单实用、生产成本低、污染小、产品质量稳定、资源利用高等特点。随着卤水锂资源的不断发现及提取工艺的不断成熟和完善,从矿石中提取锂的高能耗、大物料流通量及高成本等不利因素逐渐显现出来,很难与从盐湖卤水中提取锂相竞争。目前,从矿石中提取锂的工业生产大多已停止,只有少数直接使用锂精矿的生产还在运行,如四川天齐锂业股份有限公司,新疆锂盐厂,江西新余市赣锋锂业公司等。

2.2从盐湖卤水中提取锂

从盐湖卤水中提取锂的方法主要有离子交换法、蒸发结晶法、煅烧浸出法、纳滤膜分离法、溶剂萃取法等。

2.2.1离子交换法 2.2.2蒸发结晶法

有些盐湖属于碳酸盐型,镁含量极低,锂以天然碳酸锂形式存在,资源类型独特,能够直接从卤水中沉淀出锂。如西藏的扎布耶盐湖卤水为中度碳酸盐型矿化,可采用蒸发结晶法直接沉淀碳酸锂。西藏矿业即采用梯度太阳能池蒸发结晶工艺从盐湖卤水中沉淀锂[7],利用上部淡水下部富锂卤水的太阳池分层结构,将富锂卤水中的锂离子以碳酸锂形式结晶析出,得到高品位碳酸锂精矿。此方法已工业生产。

2.2.3煅烧浸出法

煅烧浸出法是将卤水先在盐田中利用太阳能等自然蒸发浓缩,浓缩后的富锂卤水依次经喷雾干燥、煅烧、浸出、固液分离和沉淀等工序,最后生产出碳酸锂产品。杨建元等[17]以东台吉乃尔湖高锂低镁的晶间卤水为原料,采用煅烧浸出法制备合格的碳酸锂产品。煅烧浸出法的主要缺点是煅烧过程中设备腐蚀严重,喷雾干燥过程中能耗较高,以及自然蒸发时需要修建的盐田面积比较大。目前,我国中信国安已在东台吉乃尔和西台吉乃尔采用此法建成了工业化生产线。

2.2.4纳滤膜分离法

纳滤膜分离法是用纳滤膜使卤水中的一价金属离子透过而截留二价离子,实现

一、二价离子的有效分离。马培华等[18]利用纳滤膜法处理盐湖卤水,获得了制取锂产品所需的合格富锂卤水。目前,柴达木盆地东台吉乃尔已用纳滤膜分离技术进行工业化生产。

2.2.5溶剂萃取法

溶剂萃取法是利用锂离子在不同溶剂中的溶解度的差异,将锂离子从卤水相萃入到有机相,再通过反萃取使锂得到浓缩。萃取法适合锂浓度较高的卤水,具有可连续操作、富集比高和操作安全等优点。高洁等[19]以TBP-BA-FeCl3为萃取剂对酸化的盐湖卤水进行3级萃取,再以盐酸为反萃取剂对负载锂的有机相进行3级反萃取,得到较纯的氯化锂溶液。溶剂萃取法实现的关键是找到合适的锂萃取剂,同时还要解决设备腐蚀、引入其他杂质及萃取剂损失等问题。

3结束语

由于锂及其化合物的特殊性质,其应用越来越广泛。我国盐湖卤水锂资源丰富,但大部分盐湖卤水的镁锂比较高,采用离子交换法提取锂比较适合,特别是采用铝系吸附剂的吸附法具有低能耗、工艺简单、成本低、不引入杂质离子等优点。因此,应进一步加强离子交换法的研究,开发新型吸附剂,提高吸附剂的吸附容量和使用寿命。