一种用一个似蠕虫状的蒸发器从含可溶性的主组分和次组分的卤水中连续地回收可溶性的次组分的方法和装置。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
回收卤水中的锂和其它金属及盐的方法本专利技术涉及从盐水体系中回收锂和其它次组分的一种方法。在自然界中发现的有价值元素和盐作为离子溶解在卤水中。回收这类卤水中的次组分的方法通常是通过蒸发该卤水，回收其次组分。浓缩主组分既可通过在美国专利4271131号专利中所述的化学沉淀法，也可以用物理沉淀法，将卤水中主组分从富含次组分的沉淀物中分离出来而进行。我们知道，在连续的池子里可以持续不断地低溶解度的盐不断地沉淀出来的分馏结晶作用，以回收有商业价值的组分，如块盐(石盐NaCl)、钾肥(钾石盐KCl)，卤水多半来自海洋、盐湖或地下卤水。例如：中国西北地区柴达木盆地或死海的氯化物卤水主要含钠、钾及镁离子。利用太阳的蒸发作用分馏沉淀出盐、光卤石、水氯镁石。回收锂的最老的商业方法是采矿，如在伟晶岩中发现的锂，然后从该岩石中回收锂，由于工艺费用昂贵，多数矿山不再经营。在加利福尼亚和智利采用卤水的蒸发作用和化学分馏作用来富集锂是从卤水中回收锂的现代加工方法，然后在治炼厂对富集的锂进行加工，生产出一种纯的锂化合物，如：氯化锂或碳酸锂。加利福尼亚和智利一直使用化学分馏结晶作用的方法是因为卤水中主要离子如Mg2+、K+和Na+的含量不高，加利福尼亚克累顿谷的卤水化学成份如下所示： Ca Mg Na K Li Cl SO4 HCO3mg/L 420 190 6500 400 23 11000 460 930克累顿谷用于提锂的地下卤水被泵入蒸发池中，CaCO3和CaCO4几乎全部沉淀在地池中，而NaCl、KCl和MgCl2通过和试剂发生化学反应也部分地沉淀下来。残存的流体是富锂的液体，其含量大到足够在采集池中从沉淀物中分离出来。克累顿谷加工后的最终产物是纯-->Li2CO3。象中国柴达木盆地或死海这样的干旱地区，卤水主要是氯化物卤水。通过分馏结晶作用采集钾盐之后，废卤几乎是一种纯氯化镁溶液，含有次要量的锂、硼、溴、碘和其它次组分。卤水中次组分含量是如此之低，以致于用单一的分馏作用步骤不可能将其从主组分-MgCl2中分离出来。柴达木盆地或死海的卤水中Mg/Li低到1000∶1，为了经济合理地从该卤水中回收像锂这样的痕量元素，要求该离子必须达到一个足够高的浓度。为了获得这样的浓度，几乎要蒸干整个卤水。残存的流体含锂量还是太低，不能通过一个简单的逐步蒸发作用，将其从盐体沉淀分离出来。因而次组分通常含在其它盐类的结晶基质中或作为该盐类的杂质。在此之前，通过与其它盐象CaO发生化学反应除去卤水中镁，从而获得锂，如果除镁的量太大而成本高，则此法不经济。由于实际上不能回收象锂这样的次组分，而回收主要残存元素镁又不经济，这样在柴达木盆地之类地方，提钾后的残卤通常作为废卤被抛弃。死海的残卤用来提镁和溴，而不是锂。从理论上讲，象锂、溴、碘、硼等这样的微量盐类，在主盐沉淀之后，当它们的含量也超过其平衡值时，最终也将沉淀下来。在一种含MgCl2、NaCl和KCl的卤水中，这些组分的离子含量比象锂、溴、碘、硼次组分的含量要高出千百倍。当蒸发该卤水时，主要组分将作为一种或多种盐首先沉淀出来。来自氯化物卤水中的溴和碘作为一个固溶体可能被吸附在氯化物晶体中。然而，有些次组分，如：锂，将残存在溶液中，直到其浓度足够高，才能作为LiCl沉淀出来。实验显示，在氯化物溶液中，主离子镁和锂的比例近于1，锂才能沉淀。于是锂将含在溶液里，只有当它高度富集时，才能从溶液中沉淀出来。直到现在，还不能用现行的方法从象死海和柴达木盆地这样的卤水中提锂，因为这些卤水中主要离子，特别是MgCl2含量过高。例如，用现行的方法可对克累顿谷卤水提锂，其卤水成分与柴达木盆地察尔汗湖典型的卤水成分对比如下，以每升毫克表示。--> Ca Mg Na K Li Cl SO4 HCO3克累顿谷 420 190 6500 400 23 11000 460 930柴达木(原卤) 微 57890 29050 14910 13 228590 微 微柴达木(产光卤石微 122010 1220 293 133 359470 微 微后的残卤)主盐沉淀将使得一些可溶性次组分富集。当一种含主要离子镁的饱和卤水其含水量被蒸发掉一半时，由于过饱和作用造成一半的主离子沉淀。随后，主离子的含量大致保持在相同的饱和值。同时，尽管失去了水份，象锂这样的一种可溶性的次组分仍保持不饱和状态，于是在第二阶段残存溶液浓度提高一倍。此时该卤水仍然有足够大的固液混合物量，通过物理分离作用，能将该卤水从沉淀的盐中排出，也就是排到或泵入另一个蒸发池中，再蒸掉其水量的一半。主离子的含量仍保持它上述大致相同的饱和值。在蒸发作用的第三阶段，这种可溶性的次组分含量提高4倍。如果这种分级蒸馏作用按2倍重复10次，象锂这样可溶性的次组分的浓度能增加210或1024倍。如果按3倍重复5次，其浓度能增加35或243倍。那时，在如1995年3月14日申请的No.08/403364号专利申请中所描述的原地反应池中或在精炼厂，通过化学作用这种次组分的浓缩物能够被精炼或纯化。用现行的商业方法从卤水中回收LiCl浓缩物，柴达木盆地卤水中沉淀的MgCl2的量比加利福尼亚卤水里的量高30-60倍。于是，柴达木卤水的富含锂的残液和沉淀物量相比是如此之小，导致该富锂卤水不易从盐沉淀物中分离出来。如果蒸干卤水，则锂成为一种杂质含在MgCl2中，含量约为0.1％或小于0.1％，从如此低含量的混合物中提锂是不经济的，因此无论是用柴达木湖卤水或其产钾后的残卤都不能用来提锂。死海产钾后的残卤目前用于提镁和溴，而不是锂。制制1升LiCl的浓卤水，其Mg/Li为10或小于10，含10克柴达木卤水的锂，则从卤水中沉淀出来的MgCl2的量将大于15000克。如果采取单一步骤将镁从废卤中沉淀出来的话，则富锂的残液和沉淀物相比将有一个很小的体积，这样，富含在卤水中的锂将残存在MgCl2沉淀物孔隙中或它作为一个液体包体被结晶物质吸附。-->至此，卤水通过和Na2CO3发生化学反应或分阶段地对卤水进行物理蒸发，除去卤水中的镁，才能回收锂。如果除镁量太大，考虑到Na2CO3这种反应剂的成本，用化学反应的方法是不经济的。虽然如我们在原先申请的08/503587号申请中所叙述的用连续的物理蒸发阶段来除MgCl2的方法优于先有技术的方法，因为用物理的分离方法替代化学分离法，但该方法可能更昂贵，因为它要求应用多次的蒸发阶段。在我们共同未决的申请中描述的方法提供了设计一个蒸发体系，在该体系中，象MgCl2这样的主组分通过连续的物理分离阶段而被除去。通过在一系列蒸发池中除去沉淀物，在采集池中，最终卤水和沉淀物之比大到足够使富含次组分的卤水被排出或泵出而被分离开来。在我们共同未决的申请中，我们设计了三种不同排列的池子：(1)最初，用一批池子进行分离，最后的池子采集富含次组分的卤水。(2)首池是大池子，然后采用一个比一个小的池子，最后最小的池子是采集富含次组分的卤水池。(3)用一系列同样规格的连续池子，其次组分的含量愈来愈高本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种从含可溶性主组分和次组分的卤水中提取可溶性次组分的方法，该方法包括通过在一个连续进料型蒸发器部分蒸发卤水以将可溶性卤水主组分与可溶性卤水次组分选择性地分离，所述蒸发器包括一系列蒸发池，进而构成一个似蠕虫状蒸发器，所述的可溶性卤水主组分通过从连续流过所述蒸发器的卤水中稳定沉淀出来而从所述似蠕虫状蒸发器中除去，因此富集了仍溶解在流动的卤水中的所述次组分。
【技术特征摘要】
US 1997-4-18 8440921.一种从含可溶性主组分和次组分的卤水中提取可溶性次组分的方法，该方法包括通过在一个连续进料型蒸发器部分蒸发卤水以将可溶性卤水主组分与可溶性卤水次组分选择性地分离，所述蒸发器包括一系列蒸发池，进而构成一个似蠕虫状蒸发器，所述的可溶性卤水主组分通过从连续流过所述蒸发器的卤水中稳定沉淀出来而从所述似蠕虫状蒸发器中除去，因此富集了仍溶解在流动的卤水中的所述次组分。2.根据权利要求1的方法，其中次组分是锂。3.根据权利要求1的方法，该方法包括使用加热系统以提高被蒸发卤水的温度而...
【专利技术属性】
技术研发人员：许靖华，
申请(专利权)人：塔里木科学采矿及探油公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。