一种用碳酸盐型卤水制备碳酸锂的工艺制造技术

一种用碳酸盐型卤水制备碳酸锂的工艺，包括以下步骤：（1）去除碳酸根离子；（2）浓缩、富集锂离子；（3）碳酸根离子的富集；（4）沉锂；（5）用水洗涤粗碳酸锂产品，得到碳酸锂产品。本发明专利技术的优点在于：（1）工艺简单、原料来源广、成本低。（2）Li+收率较高，一次沉锂率高。（3）生产效率高、生产周期短。（4）产品纯度较高。（5）所得碳酸锂产品符合GB/T11075‑2003工业品要求。

【技术实现步骤摘要】
一种用碳酸盐型卤水制备碳酸锂的工艺
本专利技术涉及一种用卤水制备碳酸锂的工艺，具体涉及一种用碳酸盐型卤水制备碳酸锂的工艺。
技术介绍
随着国家对环保、新能源的日益重视，在目前锂行情大幅见涨的情况下，锂盐的开发面临极好的发展机遇，预计锂盐将进入十年的黄金发展周期。我国是一个锂资源大国，已探明的锂资源工业储量位居世界第二，尤其是液体锂矿资源非常丰富，卤水锂占79%。但是，多数盐湖存在镁锂比较高，提锂工艺复杂、成本较高等缺点，制约了中国盐湖提锂的产业化发展。而碳酸盐型盐湖卤水Li+浓度较高，Ca2+、Mg2+浓度较低，易于提取Li2CO3，但另一方面液相中CO32-离子的大量存在又极大地制约着Li+在卤水中的高浓度富集，从而给低成本、高效率地从卤水中提取Li2CO3带来障碍。CN99105828.3公开了一种从碳酸盐型卤水中提取锂盐的方法。该方法采用多级冷冻日晒潜水池—控制池—结晶池—母液池，使石盐、芒硝在日晒潜水池中沉淀，而锂则在卤水中达到预浓缩，然后集中在控制池，使卤水中的锂含量达到1.5~2.8g/L，且温度在5℃以上，控制倒卤至结晶池，使结晶池中富集高品位、厚度大的高锂混盐，其碳酸锂品位在5%以上，但该方法需要建多个盐田，成本较高，并且要经过多级冷冻，生产周期较长。CN02129355.4提出了一种用太阳池作为结晶池从碳酸盐型卤水中结晶析出碳酸锂的方法。太阳池直接以粘土围成，池底是塑膜和水菱镁矿的夹心结构，池体内壁铺有褐色土工膜和高密度聚乙烯、聚氯乙烯等作为衬垫，将太阳池的储热过程与碳酸锂的析出过程融为一体，可得品位在60%左右的碳酸锂混盐。CN200620172864.2公开了一种用于卤水提锂的太阳池装置。池体包括主题结构层，改成沿着池体的侧壁和底部向上依次分布有防水防潮层、保温层、防腐防水吸热层。装置由四层或五层结构组成，最上层为防腐防水吸热层，其选用有效吸热性能良好的防腐蚀材料和特殊保温结构，使太阳池保温储热效果更好，经20~40天吸收太阳能储热后，冬春季节池底温度可达30~50℃，夏秋季节池底温度可达50~80℃，从而加速从碳酸盐型卤水中结晶析出碳酸锂。这两种方法都是利用太阳池制备碳酸锂，该方法不仅对盐田要求高，而且CO32-和Li+始终在一种溶液中，浓缩程度有限、单次沉锂效率低、生产周期较长。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种周期短、效率高、工艺路线简单的用碳酸盐型卤水制备碳酸锂的工艺，所得碳酸锂产品纯度高。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是，一种用碳酸盐型卤水制备碳酸锂的工艺，具体包括以下步骤：（1）去除碳酸根离子：取一部分碳酸盐型卤水原料，加入化学试剂去除碳酸根离子，使得卤水中CO32-的质量浓度≤0.2%，得去除碳酸根离子的卤水；所加入的化学试剂优选为氯化镁、水氯镁石、氯化钙、生石灰中的至少一种。所加入的化学试剂与卤水中的碳酸根离子反应生成沉淀、分离，母液中碳酸根离子浓度大大降低；并且得到的沉淀容易过滤，夹带量少。本专利技术特别适于CO32-的质量浓度≥1%的碳酸盐型卤水。如果碳酸盐型卤水中的CO32-的质量浓度＜1%，为浓度特别低的碳酸盐型卤水，含水量过高，其处理起来能耗较高，可于盐田中自然蒸发浓缩后，待CO32-的质量浓度≥1%，再采用本专利技术的方法处理。（2）浓缩、富集锂离子：将步骤（1）所得去除碳酸根离子的卤水蒸发浓缩，以不析出锂盐为界，浓缩后卤水中Li+含量>0.25wt%（优选0.5-1wt%），得到富锂卤水；卤水中锂离子的浓度大于1%，水量蒸发多，也能保证收率，但能耗太高，成本较高。锂离子浓度太低，后续沉锂的时候分离效果差，收率会下降。蒸发浓缩可为强制蒸发浓缩或盐田自然摊晒蒸发浓缩，提高卤水中锂离子的浓度。（3）碳酸根离子的富集：取另一部分碳酸盐型卤水原料直接蒸发浓缩，以不析出锂盐为界，使得卤水中CO32-浓度为2-6wt%（优选4-5wt%），得到富集碳酸根离子的卤水；如果卤水中碳酸根离子的浓度大于6%，水量蒸发过多，能耗太高，成本较高。如果卤水中碳酸根离子的浓度太低，后续沉锂的时候分离效果差，收率会下降。蒸发浓缩可为强制蒸发浓缩或盐田自然摊晒蒸发浓缩，提高母液中碳酸根离子的浓度。（4）沉锂：把步骤（2）所得富锂卤水和步骤（3）所得富集碳酸根离子的卤水混合搅拌，富锂卤水中的锂离子与富集碳酸根离子的卤水中的碳酸根离子的物质的量之比为1：1-1.5（此处碳酸根离子过量，其目的在于尽可能回收锂），过滤分离，得到粗碳酸锂产品，母液返回步骤（3）；进一步，步骤（4）中混合搅拌的温度为25℃-75℃，优选50-55℃；时间以混合均匀为准；（5）洗涤：用水洗涤粗碳酸锂产品，得到碳酸锂产品。本专利技术在制卤过程中，采用分别处理的方法，降低CO32-在卤水中的浓度，创造Li+的高富集环境，得到的碳酸锂产品的纯度大于等于98.5%。本专利技术碳酸盐型卤水原料中本身就存在碳酸根离子和锂离子，如果不采用分别处理的方法，卤水本身会慢慢析出沉淀，但沉淀中99%以上是氯化钠等杂质，碳酸锂的纯度小于1%，无法得到纯度较高的碳酸锂产品。本专利技术去除部分卤水中的碳酸根离子，再蒸发浓缩富集锂；另一部分卤水直接蒸发富集碳酸根离子，然后把两部分卤水在一定条件下沉锂，经过洗涤后制得碳酸锂产品，能解决现有技术中工艺复杂、生产效率低、生产周期长、成本高、产品纯度低等问题。本专利技术的优点在于：（1）工艺简单、原料来源广、成本低。（2）Li+收率较高，一次沉锂率高。（3）生产效率高、生产周期短。（4）产品纯度较高。（5）所得碳酸锂产品符合GB/T11075-2003工业品要求。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1本实施例碳酸盐型卤水原料中CO32-含量为1.6wt%，本实施例之用碳酸盐型卤水制备碳酸锂的工艺，具体包括以下操作步骤：（1）去除碳酸根离子：取一部分碳酸盐型卤水原料，加入氯化镁，与卤水原料中的碳酸根离子反应生成碳酸镁沉淀，然后分离，卤水中的CO32-含量为0.13wt%，Li+含量为0.03wt%，得去除碳酸根离子的卤水；（2）浓缩、富集锂离子：将步骤（1）所得去除碳酸根离子的卤水强制蒸发浓缩，以不析出锂盐为界，蒸发相当于卤水重量50%的水，得到富锂卤水，浓缩后卤水中Li+含量达到0.26wt%，同时析出大量氯化钠等盐类；（3）碳酸根离子的富集：取另一部分碳酸盐型卤水原料直接强制蒸发浓缩，以不析出锂盐为界，浓缩后的卤水中CO32-含量为4.7wt%，得到富集碳酸根离子的卤水；（4）沉锂：把步骤（2）所得富锂卤水和步骤（3）所得富集碳酸根离子的卤水在50℃下混合搅拌30min，富锂卤水中的锂离子与富集碳酸根离子的卤水中的碳酸根离子的物质的量之比为1：1，然后过滤分离，得到粗碳酸锂产品，母液返回步骤（3）；一次沉锂率达到85wt%；（5）洗涤：用水洗涤粗碳酸锂产品，过滤得到碳酸锂产品，产品的纯度为99.10wt%。实施例2本实施例碳酸盐型卤水原料中CO32-含量为2.4wt%，本实施例之用碳酸盐型卤水制备碳酸锂的工艺，具体包括以下操作步骤：（1）去除碳酸根离子：取一部分碳酸盐型卤水原料，加入水氯镁石，与卤水原料中的碳酸根离子反应生成碳酸镁沉淀，然后过滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用碳酸盐型卤水制备碳酸锂的工艺，其特征在于，包括以下步骤：（1）去除碳酸根离子：取一部分碳酸盐型卤水原料，加入化学试剂去除碳酸根离子，使得卤水中CO32‑的质量浓度≤0.2%，得去除碳酸根离子的卤水；（2）浓缩、富集锂离子：将步骤（1）所得去除碳酸根离子的卤水蒸发浓缩，以不析出锂盐为界，浓缩后卤水中Li+ 含量>0.25wt%，得到富锂卤水；（3）碳酸根离子的富集：取另一部分碳酸盐型卤水原料直接蒸发浓缩，以不析出锂盐为界，使得卤水中CO32‑ 浓度为2‑6wt%，得到富集碳酸根离子的卤水；（4）沉锂：把步骤（2）所得富锂卤水和步骤（3）所得富集碳酸根离子的卤水混合搅拌，富锂卤水中的锂离子与富集碳酸根离子的卤水中的碳酸根离子的物质的量之比为1：1‑1.5，过滤分离，得到粗碳酸锂产品，母液返回步骤（3）；（5）洗涤：用水洗涤粗碳酸锂产品，得到碳酸锂产品。

【技术特征摘要】
1.一种用碳酸盐型卤水制备碳酸锂的工艺，其特征在于，包括以下步骤：（1）去除碳酸根离子：取一部分碳酸盐型卤水原料，加入化学试剂去除碳酸根离子，使得卤水中CO32-的质量浓度≤0.2%，得去除碳酸根离子的卤水；（2）浓缩、富集锂离子：将步骤（1）所得去除碳酸根离子的卤水蒸发浓缩，以不析出锂盐为界，浓缩后卤水中Li+含量>0.25wt%，得到富锂卤水；（3）碳酸根离子的富集：取另一部分碳酸盐型卤水原料直接蒸发浓缩，以不析出锂盐为界，使得卤水中CO32-浓度为2-6wt%，得到富集碳酸根离子的卤水；（4）沉锂：把步骤（2）所得富锂卤水和步骤（3）所得富集碳酸根离子的卤水混合搅拌，富锂卤水中的锂离子与富集碳酸根离子的卤水中的碳酸根离子的物质的量之比为1：1-1.5，过滤分离，得到粗碳酸锂产品，母液返回步骤（3）；（5）洗涤：用水洗涤粗碳酸锂产品，得到碳酸锂产...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢超，胡淑曾，冯文平，高文远，夏适，孙成高，郑贤福，
申请(专利权)人：中蓝长化工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43