从硫酸钠亚型盐湖卤水中分离镁锂并富集锂的方法技术

本发明专利技术提供了一种从硫酸钠亚型盐湖卤水中分离镁锂并富集锂的方法，其包括下述步骤：A、将硫酸钠亚型盐湖卤水冷冻除冰，获得第一冷冻卤水；B、将第一冷冻卤水蒸发，直至其中SO4

【技术实现步骤摘要】
从硫酸钠亚型盐湖卤水中分离镁锂并富集锂的方法
本专利技术属于盐湖卤水处理
，具体来讲，涉及一种从硫酸钠亚型盐湖卤水中分离镁锂并富集锂的方法。
技术介绍
锂是新能源行业的重要基础原料，自然界中的锂主要以两种形式存在，一种是固态矿，锂辉石、锂云母、透锂长石、磷锂铝石是最主要的锂矿物，锂辉石、透锂长石、锂云母是生产锂产品的主要“硬岩”原料，其精矿可直接用于玻璃器皿、陶瓷、釉料制造业；另一类锂资源是各种天然水，包括盐湖卤水、盐湖晶间卤水、地下卤水、油田水、地热水、海水等。锂含量高的天然卤水也是重要的锂资源，目前主要集中在南美洲安第斯山脉中部高原地区的盐湖群、中国青藏高原的盐湖群和美国的一些地下卤水中。由于镁离子对锂的分离提取工艺影响甚大，卤水中镁锂比(即镁离子与锂离子的质量之比)是从卤水中提取锂工艺难易程度的重要指标。中国青藏高原发育有众多盐湖，卤水以硼、锂浓度高而著称于世。青海的盐湖卤水大多属于硫酸镁亚型，含镁量高，较难分离提取锂盐。西藏地区的某些盐湖卤水，锂浓度高且镁浓度低，利于加工生产锂盐。例如扎布耶盐湖属于碳酸盐型，其中锂含量为0.12％(低于智利阿塔卡玛的0.15％)，是中国重要的盐湖卤水锂资源产地。对于硫酸盐型盐湖卤水来说，现有的技术是将卤水进行蒸发浓缩，锂在卤水中得到富集的同时，获得高镁锂比卤水，然后将其作为提锂原料，需要借助重要的工艺过程-除镁工序。除镁工序中一般用到的方法有膜分离法、萃取法、离子交换法等等，但这些方法都需要相应的设备投入和生产投入。
技术实现思路
为解决上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种从硫酸钠亚型盐湖卤水中分离镁锂并富集锂的方法，该方法通过合理组合冷冻及蒸发的工艺来处理硫酸钠亚型盐湖卤水，可同时达到分离镁锂降低镁锂比及富集锂的作用。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案：本专利技术提供了一种基于实验室模拟自然环境下的从硫酸钠亚型盐湖卤水中分离镁锂并富集锂的方法，包括步骤：S1、取硫酸钠亚型盐湖卤水置于实验室；其中，在所述硫酸钠亚型盐湖卤水中，K+的质量百分数为0.15％～0.25％、Na+的质量百分数为1.00％～2.60％、Mg2+的质量百分数为0.05％～0.09％、Cl-的质量百分数为1.00％～2.90％、SO42-的质量百分数为1.00％～1.50％、Li+的质量百分数为0.02％～0.03％，且镁锂比为2.5～3.0；S2、将所述硫酸钠亚型盐湖卤水于-3℃～-0.1℃下冷冻至少5h，并进行固液分离，获得第一冷冻卤水；其中，在所述第一冷冻卤水中，K+的质量百分数为0.35％～0.45％、Na+的质量百分数为4.50％～6.00％、Mg2+的质量百分数为0.11％～0.16％、Cl-的质量百分数为6.80％～8.80％、SO42-的质量比分数为1.84％～2.45％、Li+的质量百分数为0.045％～0.058％；S3、将所述第一冷冻卤水于15℃～30℃下蒸发，直至其中SO42-的质量百分数达到不低于3.00％、或Mg2+的质量百分数达到不低于0.15％、或Li+的质量百分数达到不低于0.15％时，停止蒸发并进行固液分离，获得第一蒸发卤水；S4、将所述第一蒸发卤水于-20℃～-3℃下冷冻至少10h，并进行固液分离，获得第二冷冻卤水；其中，在所述第二冷冻卤水中，K+的质量百分数为2.00％～2.20％、Na+的质量百分数为4.50％～6.00％、Mg2+的质量百分数为0.18％～0.22％、Cl-的质量百分数为8.70％～12.00％、SO42-的质量比分数为0.50％～0.80％、Li+的质量百分数为0.2％～0.3％，且镁锂比为0.73～0.90；S5、将所述第二冷冻卤水于15℃～30℃下蒸发，直至其中Li+的浓度达到不低于35g/L，进行固液分离，获得低镁富锂卤水；其中，在所述低镁富锂卤水中，镁锂比为0.50～0.59。进一步地，在所述步骤S2中，经固液分离还获得与所述第一冷冻卤水相对应的第一冷冻固相；将所述第一冷冻固相于室温下溶化后返回与所述硫酸钠亚型盐湖卤水混合进行冷冻。进一步地，在所述步骤S2中，将所述硫酸钠亚型盐湖卤水于-3℃～-0.1℃下冷冻5h～10h。进一步地，在所述步骤S4中，将所述第一蒸发卤水于-20℃～-3℃下冷冻10h～24h。进一步地，在所述步骤S5中，在所述低镁富锂卤水中，K+的质量百分数为1.30％～1.50％、Na+的质量百分数为0.50％～0.75％、Mg2+的质量百分数为2.00％～2.35％、Cl-的质量百分数为20.00％～22.71％、SO42-的质量比分数为0.50％～0.71％、Li+的质量百分数为3.65％～4.00％。本专利技术还提供了一种基于盐湖自然环境下的从硫酸钠亚型盐湖卤水中分离镁锂并富集锂的方法，包括步骤：Q1、取硫酸钠亚型盐湖卤水置于盐湖区域的室外的第一冷冻池中；其中，在所述硫酸钠亚型盐湖卤水中，K+的质量百分数为0.15％～0.25％、Na+的质量百分数为1.00％～2.60％、Mg2+的质量百分数为0.05％～0.09％、Cl-的质量百分数为1.00％～2.90％、SO42-的质量百分数为1.00％～1.50％、Li+的质量百分数为0.02％～0.03％，且镁锂比为2.5～3.0；Q2、将所述硫酸钠亚型盐湖卤水在所述第一冷冻池中于-3℃～-0.1℃下冷冻至少1个月，将获得的第一冷冻卤水导入盐湖区域的室外的第一蒸发池中；其中，在所述第一冷冻卤水中，K+的质量百分数为0.35％～0.45％、Na+的质量百分数为4.50％～6.00％、Mg2+的质量百分数为0.11％～0.16％、Cl-的质量百分数为6.80％～8.80％、SO42-的质量比分数为1.84％～2.45％、Li+的质量百分数为0.045％～0.058％；Q3、将所述第一冷冻卤水在所述第一蒸发池中于15℃～30℃下蒸发，直至其中SO42-的质量百分数达到不低于3.00％、或Mg2+的质量百分数达到不低于0.15％、或Li+的质量百分数达到不低于0.15％时，停止蒸发，将获得的第一蒸发卤水导入盐湖区域的室外的第二冷冻池中；Q4、将所述第一蒸发卤水在所述第二冷冻池中于-20℃～-3℃下冷冻至少1个月，将获得的第二冷冻卤水导入盐湖区域的室外的第二蒸发池中；其中，在所述第二冷冻卤水中，K+的质量百分数为2.00％～2.20％、Na+的质量百分数为4.50％～6.00％、Mg2+的质量百分数为0.18％～0.22％、Cl-的质量百分数为8.70％～12.00％、SO42-的质量比分数为0.50％～0.80％、Li+的质量百分数为0.2％～0.3％，且镁锂比为0.73～0.90；Q5、将所述第二冷冻卤水在所述第二蒸发池中于15℃～30℃下蒸发，直至其中Li+的浓度达到不低于35g/L，获得低镁富锂卤水；其中，在所述低镁富锂卤水中，镁锂比为0.50～0.59。进一步地，在所述步骤Q2中，将所述第一冷冻卤水导入所述第一蒸发池中后，所述第一冷冻池中还获得与所述第一冷冻卤水相对应的第一冷冻固相；将所述第一冷冻固相于室温下溶化后返回与所述硫酸钠亚型盐湖卤水混合进行冷冻。进一步地，在所述步骤Q2中，将所述硫酸钠亚型盐湖卤水于-3℃～-0.1℃下冷冻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从硫酸钠亚型盐湖卤水中分离镁锂并富集锂的方法，其特征在于，包括步骤：S1、取硫酸钠亚型盐湖卤水置于实验室；其中，在所述硫酸钠亚型盐湖卤水中，K+的质量百分数为0.15％～0.25％、Na+的质量百分数为1.00％～2.60％、Mg2+的质量百分数为0.05％～0.09％、Cl‑的质量百分数为1.00％～2.90％、SO42‑的质量百分数为1.00％～1.50％、Li+的质量百分数为0.02％～0.03％，且镁锂比为2.5～3.0；S2、将所述硫酸钠亚型盐湖卤水于‑3℃～‑0.1℃下冷冻至少5h，并进行固液分离，获得第一冷冻卤水；其中，在所述第一冷冻卤水中，K+的质量百分数为0.35％～0.45％、Na+的质量百分数为4.50％～6.00％、Mg2+的质量百分数为0.11％～0.16％、Cl‑的质量百分数为6.80％～8.80％、SO42‑的质量比分数为1.84％～2.45％、Li+的质量百分数为0.045％～0.058％；S3、将所述第一冷冻卤水于15℃～30℃下蒸发，直至其中SO42‑的质量百分数达到不低于3.00％、或Mg2+的质量百分数达到不低于0.15％、或Li+的质量百分数达到不低于0.15％时，停止蒸发并进行固液分离，获得第一蒸发卤水；S4、将所述第一蒸发卤水于‑20℃～‑3℃下冷冻至少10h，并进行固液分离，获得第二冷冻卤水；其中，在所述第二冷冻卤水中，K+的质量百分数为2.00％～2.20％、Na+的质量百分数为4.50％～6.00％、Mg2+的质量百分数为0.18％～0.22％、Cl‑的质量百分数为8.70％～12.00％、SO42‑的质量比分数为0.50％～0.80％、Li+的质量百分数为0.2％～0.3％，且镁锂比为0.73～0.90；S5、将所述第二冷冻卤水于15℃～30℃下蒸发，直至其中Li+的浓度达到不低于35g/L，进行固液分离，获得低镁富锂卤水；其中，在所述低镁富锂卤水中，镁锂比为0.50～0.59。...

【技术特征摘要】
1.一种从硫酸钠亚型盐湖卤水中分离镁锂并富集锂的方法，其特征在于，包括步骤：S1、取硫酸钠亚型盐湖卤水置于实验室；其中，在所述硫酸钠亚型盐湖卤水中，K+的质量百分数为0.15％～0.25％、Na+的质量百分数为1.00％～2.60％、Mg2+的质量百分数为0.05％～0.09％、Cl-的质量百分数为1.00％～2.90％、SO42-的质量百分数为1.00％～1.50％、Li+的质量百分数为0.02％～0.03％，且镁锂比为2.5～3.0；S2、将所述硫酸钠亚型盐湖卤水于-3℃～-0.1℃下冷冻至少5h，并进行固液分离，获得第一冷冻卤水；其中，在所述第一冷冻卤水中，K+的质量百分数为0.35％～0.45％、Na+的质量百分数为4.50％～6.00％、Mg2+的质量百分数为0.11％～0.16％、Cl-的质量百分数为6.80％～8.80％、SO42-的质量比分数为1.84％～2.45％、Li+的质量百分数为0.045％～0.058％；S3、将所述第一冷冻卤水于15℃～30℃下蒸发，直至其中SO42-的质量百分数达到不低于3.00％、或Mg2+的质量百分数达到不低于0.15％、或Li+的质量百分数达到不低于0.15％时，停止蒸发并进行固液分离，获得第一蒸发卤水；S4、将所述第一蒸发卤水于-20℃～-3℃下冷冻至少10h，并进行固液分离，获得第二冷冻卤水；其中，在所述第二冷冻卤水中，K+的质量百分数为2.00％～2.20％、Na+的质量百分数为4.50％～6.00％、Mg2+的质量百分数为0.18％～0.22％、Cl-的质量百分数为8.70％～12.00％、SO42-的质量比分数为0.50％～0.80％、Li+的质量百分数为0.2％～0.3％，且镁锂比为0.73～0.90；S5、将所述第二冷冻卤水于15℃～30℃下蒸发，直至其中Li+的浓度达到不低于35g/L，进行固液分离，获得低镁富锂卤水；其中，在所述低镁富锂卤水中，镁锂比为0.50～0.59。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，经固液分离还获得与所述第一冷冻卤水相对应的第一冷冻固相；将所述第一冷冻固相于室温下溶化后返回与所述硫酸钠亚型盐湖卤水混合进行冷冻。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，将所述硫酸钠亚型盐湖卤水于-3℃～-0.1℃下冷冻5h～10h。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S4中，将所述第一蒸发卤水于-20℃～-3℃下冷冻10h～24h。5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，在所述步骤S5中，在所述低镁富锂卤水中，K+的质量百分数为1.30％～1.50％、Na+的质量百分数为0.50％～0.75％、Mg2+的质量百分数为2.00％～2.35％、Cl-的质量百分数为20.00％～22.71％、SO42-的质量比分数为0.50％～0.71％、Li+的质量百分数为3.65％～4.00％。6.一种从硫酸钠亚型盐湖卤水中分离镁锂并富集锂的方法，其特征在于，包括步骤：Q1、取硫酸钠亚型...

【专利技术属性】
技术研发人员：马艳芳，张志宏，董生发，庞登科，付振海，王婧，张永明，
申请(专利权)人：中国科学院青海盐湖研究所，
类型：发明
国别省市：青海,63