一、含锂卤水在提取碳酸锂的过程中,首先第一步就是除硼。这是为什么呢?
含锂卤水一般含有锂、钠、镁、钙等金属元素,还会有硅、硼、硫、氯、溴等非金属元素。金属元素及非金属元素中的硅、硫等元素可以通过分类结晶、沉降等手段分离获得较高纯度的锂盐,由于硼元素在卤水中以硼酸或硼酸盐形式存在,硼酸或硼酸盐在水中均有较大的溶解度,很难将卤水中的硼元素降到较低的水平,给锂盐产品的后续提纯或后续加工带来了较大的工艺难度。所以,现有技术一般选择在锂盐水阶段将其中的硼元素分离,这是提高锂盐纯度最经济的办法之一。
二、一般用萃取法只能将锂水中的硼含量降低到50ppm
然而,每次萃取只能降低硼元素浓度的10-15分之一,所以需要经过多次重复萃取,经过多次重复萃取的辛醇溶液会有一定量的溶解损失,所以一般用萃取法只能将锂水中的硼含量降低到50ppm,然后选择其它工艺降低锂水中的硼元素比例。
三、改进萃取工艺可以将含硼量降低到10ppm
含锂卤水除硼新工艺的首先要解决的就是萃取剂中辛醇溶解损失的问题。传统工艺异辛醇单独作为萃取剂时,水中溶解的异辛醇较多,也就是萃取剂的损耗较高,加入一定量的2-辛醇可以降低萃取剂的损耗率,但因为2-辛醇的价格较高,所以较少2-辛醇的用量,使得工艺成本降低;另一方面,萃取剂中加入煤油,一是可以稀释萃取剂,减少萃取剂的用量,二是单用辛醇萃取时硼酸在辛醇中是以结晶状萃取的,萃取后粘度很大,加入煤油后油相粘度降低,便于分相;合适的混合萃取剂配方能够提高萃取效率,并提高萃取剂的利用率,提高萃取剂的利用率,并减少回收阶段的负担,锂水中的硼含量可降低到10ppm。
四、含锂卤水新萃取工艺流程
(1)酸化:将含硼氯化锂水溶液用盐酸酸化至ph值1~3;
(2)混合萃取:将异辛醇与2-辛醇按合适比例混合,得到辛醇混合液,将辛醇混合液与煤油混合,制得混合萃取剂,采用混合澄清槽将酸化的含硼氯化锂水与混合萃取剂充分混合后,静置分层;
(3)分相:静置后,含硼氯化锂水与混合萃取剂的混合液分相为油相和第一水相;
(4)回收:第一水相导出并检测含硼量,含硼量超标的情况下,重新导回萃取段,作为含硼氯化锂水进行萃取,反复操作直到水相含硼量达标。
(5)萃取剂中和并回收:油相导出后与氢氧化钠中和至ph值12~13,充分搅拌,静置分相,得到油相与第二水相,油相蒸馏后回收,作为煤油参与混合萃取剂制备;第二水相为为硼酸盐水溶液,可用于制备硼砂等基础原料,可以减轻生产经济负担,同时减少废水排出,生产过程更加环保。
该工艺经过反复萃取,第一水相的含硼量可达到10ppm,保证了产品的精度,高于现有技术能够达到的含硼量。