提取锂的方法技术

本发明专利技术涉及一种提取锂的方法，所述方法包括以下步骤：准备包含碱土金属的含锂溶液；控制所述含锂溶液中的碱土金属的活性；以及在所述含锂溶液中投入磷供应物质，以析出磷酸锂。

Method of lithium extraction

【技术实现步骤摘要】
提取锂的方法
本专利技术涉及一种提取锂的方法，更具体地，涉及一种从含有杂质的含锂溶液中经济地提取锂的方法。
技术介绍
锂(Li)是用于多种产业的工业中必不可少的原料。近年来，二次锂电池作为电动车的动力源而受到瞩目，并且还作为手机、笔记本电脑等IT设备的电源而多样地利用。随着利用锂的汽车和电子设备的使用爆发式增长，对锂的世界市场的需要也同样急剧增长。自然界中存在的锂的资源为海水(seawater)、矿石(mineral)、盐水(brine)。众所周知，虽然海水中含有约0.17mg/L的浓度非常低的锂，但是从海水中选择性地提取锂并用于工业时效率低，因此不具有经济性。近年来，开发了利用锰系化合物吸附剂从海水中选择性地吸附锂之后，通过酸洗方法解吸的技术并试图普及使用，但是由于效率低，在批量生产上遇到了失败。含有锂的矿石为锂辉石(Spodumene)、透锂长石(Petalite)及锂云母(Lepidolite)等，上述的矿石含有约1至1.5重量％的锂，但是为了从矿物提取锂，需要经过通过粉碎、浮选的精矿制造、高温加热、粉碎、酸浸出、去除杂质、提取锂、提炼、浓缩、沉淀等多种工艺，因此回收步骤复杂、需要使用大量能源，从而需要大量成本，而且产生大量的酸性污泥(sludge)，发生环境污染。由于上述的问题，目前锂主要从天然的盐湖(saltlake)中产出的盐水(brine)中提取，盐水中不仅含有锂，而且大量含有镁(Mg)、硼(B)、钠(Na)、钾(K)、氯(Cl)、硫(S)等。所述盐水中含有的锂的浓度约为0.2至1.5g/L左右，盐水中含有的锂浓缩至3至60g/L左右之后，以磷酸锂(Li3PO4)或碳酸锂(Li2CO3)的形态析出并提取。为了以磷酸锂或碳酸锂的形态析出锂，在盐水中投入磷酸或碳酸供应源并与锂进行反应，但是投入的磷(P)或碳酸(CO3)供应源优先与盐水中存在的镁等碱土金属(Alkalineearthmetal)杂质反应，形成碳酸镁、碳酸钙、碳酸锶或磷酸镁、磷酸钙、磷酸锶，因此无法生成、析出磷酸锂或碳酸锂。因此，为了从浓缩的盐水中析出锂，在投入磷或碳酸供应源之前，需要去除镁等碱土金属杂质。为了从盐水中去除镁，主要投入烧碱(NaOH)或氢氧化钙(Ca(OH)2)等碱化合物，但是镁的含量越多，需要投入的碱就越多，因此存在用于提取锂的前处理成本增加，且产生大量的氢氧化镁(Mg(OH)2)污泥(sludge)的问题。另外，钙是通过投入碳酸钠(Na2CO3)或硫酸钠(Na2SO4)等盐(Salt)来去除，但是同样地，钙的含量越多，碳酸钠或硫酸钠的投入量就越增加，因此存在前处理成本增加，并且产生大量的碳酸钙(CaCO3)或石膏(CaSO4〃2H2O)污泥的问题。由于上述的问题，碱土金属杂质的含量多的盐水被分类为没有经济性的盐水而处于无法进行开发的状态，只能从碱土金属的含量少的盐水中生产锂。但是，目前来说，自然界中存在的大部分盐水含有大量的碱土金属杂质，含有少量的碱土金属杂质的盐水非常罕见。如上所述，在只能从碱土金属杂质的含量少的少数的特定盐水中有限制地生产锂的情况下，由于电动车和新再生能源的活性化，对锂的需求急剧增加，因此锂处于供不应求的状况。因此，急需开发能够从大量含有碱土金属杂质的盐水中也能够经济地提取锂的技术。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题因此，本专利技术提出一种能够从含有大量的碱土金属杂质的含锂溶液(例如，盐水)中经济地提取锂的方法。更具体地，本专利技术的一个实施例中提供一种提取锂的方法，所述方法是在不去除碱土金属杂质的情况下，直接分离、提取溶解在含有碱土金属杂质的盐水中的锂，从而能够节约去除碱土金属杂质的成本，而且使锂的提取工艺简单化，因此从含有碱土金属杂质的盐水中有效、经济地提取锂。(二)技术方案如本专利技术的一个实施例中所述，通过适当地控制含有碱土金属杂质的含锂溶液的碱土金属的含量来抑制活性，从而能够抑制为了析出锂而投入的磷供应物质与碱土金属杂质反应而析出的现象。利用所述方法能够经济地提取锂，而不需要从含有碱土金属杂质的含锂溶液中去除碱土金属杂质的前处理工艺。本专利技术的一个实施例中，提供一种提取锂的方法，所述方法包括以下步骤：准备包含碱土金属的含锂溶液；控制所述含锂溶液中的碱土金属的活性；以及在所述含锂溶液中投入磷供应物质，以析出磷酸锂。控制所述含锂溶液中碱土金属的活性的步骤可以以将所述含锂溶液中碱土金属的浓度浓缩为10g/L以上的方法执行。更具体地，可以将含锂溶液中的碱土金属的浓度浓缩为20g/L以上、30g/L以上、35g/L以上、40g/L以上或50g/L以上。浓缩浓度的上限范围可以是没有析出碱土金属的溶解度范围以内。考虑到经济性，可以以200g/L以下来执行。所述碱土金属可以为Be、Mg、Ca、Sr、Ba及Ra中的一种以上的混合物。在所述含锂溶液中投入磷供应物质以析出磷酸锂的步骤中，所述含锂溶液中的磷酸锂的浓度可以为0.39g/L以上。所述含锂溶液中的锂的浓度可以为0.1g/L以上。更具体地，可以为0.2g/L以上或0.5g/L以上。但是，当所述含锂溶液内锂的浓度为60g/L以上时，为了通过蒸发对锂进行高度浓缩而需要大量的时间，因此没有经济性。所述磷供应物质可以为选自磷、磷酸、磷酸盐及磷溶解液中的一种以上。本专利技术的另一实施例中，提供一种提取锂的方法，所述方法包括以下步骤：准备碱土金属的浓度为10g/L以上的含锂溶液；以及在所述含锂溶液中投入磷供应物质，以选择性地析出磷酸锂。本专利技术的另一实施例中，提供一种提取锂的方法，所述方法包括以下步骤：准备包含碱土金属的含锂溶液；浓缩所述含锂溶液；以及在所述含锂溶液中投入磷供应物质，以析出磷酸锂，并且，通过浓缩所述含锂溶液的步骤，控制所述含锂溶液中的碱土金属的活性。在所述浓缩含锂溶液的步骤中，所述含锂溶液内碱土金属的浓度可以浓缩为10g/L以上。所述含锂溶液为从盐水、海水及废电池中的任一种得到的。(三)有益效果根据本专利技术的一个实施例，在不去除碱土金属杂质的状态下，直接分离、提取溶解在含有碱土金属杂质的盐水中的锂，从而能够经济地提取锂而不需要碱土金属杂质去除工艺。附图说明图1示出在分别以3227mg/L和4890mg/L的浓度溶解有锂离子和镁离子的常温的源于盐水的含锂溶液中，以23g/L的浓度投入Na3PO4之后，在常温进行反应120分钟，并过滤反应溶液而得到的反应析出物的矿物相分析结果。图2示出在分别以2903mg/L和53543mg/L的浓度溶解有锂离子和镁离子的常温的源于盐水的含锂溶液中，以23g/L的浓度投入Na3PO4之后，在常温进行反应120分钟，并过滤反应溶液而得到的反应析出物的矿物相分析结果。图3是示出在以约3000mg/L的浓度溶解有锂离子，以9448mg/L至53543mg/L的浓度溶解有镁离子的源于盐水的含锂溶液中，以23g/L的浓本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提取锂的方法，包括以下步骤：/n准备包含碱土金属的含锂溶液；/n控制所述含锂溶液内碱土金属的活性；以及/n在所述含锂溶液中投入磷供应物质，以析出磷酸锂。/n

【技术特征摘要】
20180704 KR 10-2018-00776521.一种提取锂的方法，包括以下步骤：
准备包含碱土金属的含锂溶液；
控制所述含锂溶液内碱土金属的活性；以及
在所述含锂溶液中投入磷供应物质，以析出磷酸锂。


2.根据权利要求1所述的提取锂的方法，其中，
控制所述含锂溶液内碱土金属的活性的步骤以将所述含锂溶液内碱土金属的浓度浓缩为10g/L以上的方法执行。


3.根据权利要求1所述的提取锂的方法，其中，
所述碱土金属为Be、Mg、Ca、Sr、Ba及Ra中的一种以上的混合物。


4.根据权利要求1所述的提取锂的方法，其中，
在所述含锂溶液中投入磷供应物质以析出磷酸锂的步骤中，所述含锂溶液中磷酸锂的浓度为0.39g/L以上。


5.根据权利要求1所述的提取锂的方法，其中，
所述含锂溶液中锂的浓度为0.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：全雄，
申请(专利权)人：全雄，
类型：发明
国别省市：韩国;KR