一种从锂辉石制氢氧化锂副产芒硝母液中回收锂的方法技术

本发明专利技术涉及了一种从锂辉石制氢氧化锂副产芒硝母液中回收锂的方法，用钛系锂吸附剂对芒硝母液进行吸附处理，分离负载锂离子的钛系锂吸附剂和第一段吸附母液B

【技术实现步骤摘要】
一种从锂辉石制氢氧化锂副产芒硝母液中回收锂的方法
本专利技术涉及了化工分离
，特别涉及了一种从锂辉石制氢氧化锂副产芒硝母液中回收锂的方法。
技术介绍
氢氧化锂是最重要的锂盐之一，用途广泛，主要用于化工原料、化学试剂、电池工业等行业。随着高容量锂电池的出现，氢氧化锂可以使高镍三元正极材料具备高能量密度，导致氢氧化锂需求量急剧增大。目前，市场生产氢氧化锂以锂辉石酸化焙烧-冷冻法为主。该生产技术中，锂辉石经转型煅烧、酸化焙烧、用水浸出过滤后，浸出液通过苛化冷冻后分离出大量的芒硝(Na2SO4·10H2O)，该芒硝中夹带有大量的Li+，将其再溶解后，溶液中Li+含量较高(含量约为2.5-3.5g/L，约占总锂量的20％)。现有技术对于这部分锂的回收，是将该芒硝溶解，并进行蒸发浓缩结晶分离出无水Na2SO4，再将结晶母液(Li+含量约为9～10g/L)并返回主流程冷冻工序中进行冷冻，反复循环。但是，现有技术回收锂存在多方面的问题：(1)物料循环量极大。主要是蒸发结晶分离出无水硫酸钠后的结晶母液量极大，以年产1万吨LiOH·H2O生产规模为例，结晶母液量达到10000-12000m3/年，返回主工艺再进行冷冻结晶、过滤、蒸发结晶、过滤，使该四个工段设备负荷量大(增大20-30％)，使投资高、成本高、消耗大。(2)锂损失量大。由于结晶母液中大量锂未从体系中分离而不断循环富集，使通过蒸发结晶生产的副产品无水Na2SO4中夹带锂含量为0.1-0.2％，导致总锂量的3-5％的损失。专利
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对现有技术从锂辉石制氢氧化锂副产芒硝母液中回收锂的工艺中存在的消耗大、成本高、锂回收率低的技术问题，提供了一种从制氢氧化锂副产芒硝母液中回收锂的方法，该回收方法具有消耗低、成本较低、锂回收率高的优点。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种从锂辉石制氢氧化锂副产芒硝母液中回收锂的方法，两段吸附、解吸处理步骤：第一段吸附处理：用钛系锂吸附剂对芒硝母液进行吸附锂处理，发生下述吸附反应方程(1)，得到负载锂的钛系锂吸附剂A1和第一段吸附母液B1；所述芒硝母液中的锂总量与钛系锂吸附剂用量的质量比为0.003～0.01:1；H-TO+Li+＝Li-TO+H+(1)H-TO为氢型钛吸附剂，Li-TO为锂型钛吸附剂(A1)，TO为吸附剂骨架；第二段吸附处理：用锰系锂吸附剂对第一段吸附母液B1进行吸附锂处理，发生下述吸附反应方程(2)，得到负载锂离子的锰系锂吸附剂A2和第二段吸附母液B2；所述第一段吸附母液B1中的锂总量与锰系锂吸附剂用量的质量比为0.005～0.008：1；H-MO+Li+＝Li-MO+H+(2)H-MO为氢型锰系锂吸附剂，Li-MO为锂型锰系锂吸附剂(A2)，MO为锰系吸附剂骨架；解吸处理：将第一段吸附处理得到的负载锂离子的钛系锂吸附剂A1用无机酸进行解吸附，其解吸反应见方程(3)，得到含锂解吸完成液C1；所述无机酸与负载锂离子的钛系锂吸附剂A1接触时间为0.5h～12h；Li-TO+H+＝H-TO+Li+(3)将第二段吸附处理得到的负载锂离子的锰系锂吸附剂(A2)用无机酸进行解吸附，其解吸反应见方程(3)，得到含锂解吸完成液C2；所述无机酸与负载锂离子的锰系锂吸附剂A2接触时间为0.5h～12h；将所述含锂解吸完成液C1和/或含锂解吸完成液C2进行锂产品回收处理，得到锂产品。Li-MO+H+＝H-MO+Li+(4)本专利技术采用的是二段吸附、解吸方法回收副产芒硝母液中的锂，先后使用钛系锂吸附剂和锰系锂吸附剂，通过控制合适的吸附条件，充分发挥钛系锂吸附剂在强碱性下对Li+吸附性能好、锰系锂吸附剂在中性下对Li+吸附性能好的特点，协同吸附回收芒硝母液中的锂离子，避免了现有生产工艺中锂离子大量流失问题，大大提高锂的总回收率，同时使得吸附剂的溶损率较低，保证吸附剂得到很好的重复使用性能。进一步地，第一段吸附处理中所述芒硝母液的浓度为2.5g/L～3.5g/L。进一步地，第一段吸附处理中，芒硝母液中的锂总量与钛系锂吸附剂用量的质量比为0.005～0.08：1。进一步地，第一段吸附处理中，吸附反应温度为20℃～95℃。优选地，第一段吸附处理中，所述芒硝母液的温度为40℃～90℃。专利技术人通过大量的实验研究发现，第一段吸附过程中，吸附反应的温度会影响整个过程锂总的回收效率，第二段吸附过程中，温度的变化对锂总的回收效率影响不大，第一段吸附过程中，随着温度的增加，可以提高锂总的回收率，但是研究发现随着温度增大，每吸附-解吸循环周期吸附剂损失率也会增大，损失率增大会减少吸附剂的循环使用次数，吸附反应温度为20℃～95℃。在此范围内通过调节各种影响因素，可以使得整个过程达到较高的锂总的回收率及较低的损失率，优选地，吸附反应温度为60℃～90℃。进一步地，负载锂的钛系锂吸附剂A1负载锂的钛系锂吸附剂A1解吸和负载锂离子的锰系锂吸附剂A2解吸过程中，无机酸的加入量按H+的摩尔量控制，H+的摩尔量为吸附剂负载的锂的摩尔量的100％～130％。进一步地，解吸处理后的负载锂离子的钛系锂吸附剂A1用作第一段吸附处理步骤中的钛系锂吸附剂进行循环吸附。进一步地，解吸处理后的负载锂离子的锰系锂吸附剂A2用作第二段吸附处理步骤中的锰系锂吸附剂进行循环吸附。进一步地，第一段吸附处理中，分离第一段吸附母液B1和钛系锂吸附剂A1后，用水洗涤钛系锂吸附剂。通过水洗除钛系锂吸附剂表面残留的芒硝母液，避免钠离子附着在锰系锂吸附剂表面造成解吸含锂溶液污染。优选地，用水洗钛系锂吸附剂直至洗水中SO42-含量小于0.3g/l。进一步地，在第二段吸附处理中，分离第二段吸附母液B2和锰系锂吸附剂A2后，用水洗涤锰系锂吸附剂。通过水洗除锰系锂吸附剂表面残留的芒硝母液，避免钠离子附着在锰系锂吸附剂表面造成解吸含锂溶液污染。优选地，用水洗锰系锂吸附剂直至洗水中SO42-含量小于0.3g/l。进一步地，所述钛系锂吸附剂是掺杂偏钛酸型锂吸附剂Li2MxTi1-xO3、掺杂正钛酸锂型吸附剂Li4MxTi5-xO12中的一种或两种混合物，其中M为Ce、Sn、Nb、Zr、Mo、Ta、Mg、Mn、Hf中的一种或多种；每克所述钛系锂吸附剂对锂的吸附容量为4～40mg。进一步地，所述锰系锂吸附剂是掺杂锰酸锂吸附剂LiNxMn4-xO2、Li4NxMn5-xO12中的一种或两种混合物，其中N为Ce、Cr、Mo、Zr、Ti、Mg、Mn、Hf中的一种或多种；每克所述钛系锂吸附剂对锂的吸附容量为4～40mg。进一步地，所述无机酸中氢离子的浓度为0.10mol/L～0.40mol/L。优选地，所述无机酸中氢离子的浓度为0.20mol/L～0.30mol/L。进一步地，所述无机酸是稀硫酸，所述稀硫酸的浓度为0.05mol/L～0.2mol/L。进一步地，第一段吸附处理中，进行吸附锂处理是采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从锂辉石制氢氧化锂副产芒硝母液中回收锂的方法，其特征在于，包括两段吸附、解吸处理步骤：/n第一段吸附处理：用钛系锂吸附剂对芒硝母液进行吸附锂处理，得到负载锂的钛系锂吸附剂A

【技术特征摘要】
1.一种从锂辉石制氢氧化锂副产芒硝母液中回收锂的方法，其特征在于，包括两段吸附、解吸处理步骤：
第一段吸附处理：用钛系锂吸附剂对芒硝母液进行吸附锂处理，得到负载锂的钛系锂吸附剂A1和第一段吸附母液B1；所述芒硝母液中的锂总量与钛系锂吸附剂用量的质量比为0.003~0.010：1；
第二段吸附处理：用锰系锂吸附剂对第一段吸附母液B1进行吸附锂处理，得到负载锂离子的锰系锂吸附剂A2和第二段吸附母液B2；所述第一段吸附母液B1中的锂总量与锰系锂吸附剂用量的质量比为0.005~0.008：1；
解吸处理：将第一段吸附处理得到的负载锂离子的钛系锂吸附剂A1用无机酸进行解吸附，得到含锂解吸完成液C1；所述无机酸与负载锂离子的钛系锂吸附剂A1接触时间为0.5h～12h；
将第二段吸附处理得到的负载锂离子的锰系锂吸附剂A2用无机酸进行解吸附，得到含锂解吸完成液C2；所述无机酸与负载锂离子的锰系锂吸附剂A2接触时间为0.5h～12h；
将所述含锂解吸完成液C1和/或含锂解吸完成液C2进行锂产品回收处理，得到锂产品。


2.根据权利要求1所述的从锂辉石制氢氧化锂副产芒硝母液中回收锂的方法，其特征在于，第一段吸附处理中所述芒硝母液的浓度为2.5g/L～3.5g/L。


3.根据权利要求1所述的从锂辉石制氢氧化锂副产芒硝母液中回收锂的方法，其特征在于，第一段吸附处理中，芒硝母液中的锂总量与钛系锂吸附剂用量的质量比为0.005~0.008：1。


4.根据权利要求1所述的从锂辉石制氢氧化锂副产芒硝母液中回收锂的方法，其特征在于，第一段吸附处理中，吸附反应温度为20℃～95℃。


5.根据权利要求1所述的从锂辉石制氢氧化锂副产芒硝母液中回收锂的方法，其特征在于，所述无机酸中氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟辉，张天刚，彭嘉惠，陈周秦，赖先熔，
申请(专利权)人：四川泛宇锂能新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51