由于盐湖的锂浓度不同、镁锂比高低差异、环境气候以及生产条件不同,盐湖提锂的工艺通常会因湖制宜。盐湖提锂方法目前工业上应用中总共有六种,分别沉淀法、煅烧浸取法、碳化法、萃取法和吸附法膜分离法,我们不能说哪种方法一定是最好的,最适合的方法才是最好的方法。今天,小编就来为大家介绍一下应该如何选择盐湖提锂的工艺方案,每种工艺方案的特点及优缺点比较。
1、沉淀法
适用盐湖条件:高锂含量、低镁锂比;
优势:操作简单、对设备要求低、可靠性高、成本低;
劣势:回收率低、仅适用于镁锂比低的优质盐湖。
工艺介绍:沉淀法分为碳酸盐法、铝酸盐法以及硼镁硼锂共沉淀法。目前碳酸钠沉淀法已经工业生产。碳酸钠沉淀法将含锂卤水蒸发浓缩、酸化脱硼、除钙镁后析出碳酸锂。该法操作简单、对设备要求低、可靠性高、成本低,但回收率低,不足 40%,仅适用于镁锂比低的优质盐湖。
2、煅烧浸取法
适用盐湖条件:高锂含量、高镁锂比;
优势:回收率高、附加值高;
劣势:蒸发水量大、能耗高、设备腐蚀严重。
工艺介绍:煅烧浸取法适用与硫酸盐型盐湖提锂,主要步骤为:将提硼、钾后的卤水蒸发浓缩,得到含锂、钠、钾、四水氯化镁的混盐,然后在 700℃下煅烧,四水氯化镁热解得到氧化镁与氯化氢副产品,水洗浸取锂,加入石灰乳和纯碱除钙镁杂质,过滤后再次蒸发浓缩,加入纯碱在 90℃沉底出碳酸锂。此方法锂回收率为 90%,还可得到副产品氧化镁以及工业盐酸,但因为蒸发水量大、能耗高、设备腐蚀严重,逐渐被淘汰。
3、碳化法
适用盐湖条件:低镁锂比、碳酸盐型盐湖;
优势:工艺简单、生产成本低;
劣势:耗时长、适用范围小;
工艺介绍:碳化法是利用碳酸锂、二氧化碳、水反应生成溶解度更大的碳酸氢锂,实现锂与其他杂质分离。该法对盐湖要求较高,仅适合镁锂比低的碳酸盐型盐湖。碳化法工艺简单、生产成本低,但耗时长、适用范围小。
4、萃取法
适用盐湖条件:高锂含量、高镁锂比
优势:可以处理镁锂比高的盐湖、易于工业化;
劣势:萃取剂研究投入较大。
工艺介绍:萃取法原理是利用锂盐在不同溶剂中的溶解度差,通过萃取和反萃得到锂浓缩液,再进行除酸及除杂,后加入碳酸钠结晶析出碳酸锂产品。萃取剂主要有醇、酮及双酮类,有机磷类,偶氮离子螯合—缔合类,冠醚类,肽菁类等五大类。该法可以处理镁锂比高的盐湖,易于工业化,萃取剂研究投入较大。
值得一提的是,萃取法非常适合沉锂母液的提取。在碳酸锂生产过程中,沉锂工段的收率较低,约为80%,另外20%的锂溶解在沉锂母液中,Li+含量1.5~2g/L,是以氯化钠为主、锂钠共存的饱和盐溶液,其它元素因前段除杂预处理过程而处于ppm级低浓度水平。
郑州天一萃取针对沉锂母液回收提锂领域进行了深入研究与实践,推出了绿色碱性含锂溶液锂萃取回收工艺系统,该系统采用CWL-M系列离心萃取机为核心主机设备,经过萃取-洗涤-反萃工段后,最终,锂资源以氯化锂的形式回收起来。整个锂萃取回收系统具有锂萃取收率高、绿色无污染、技术流程简单、生产成本低四大突出优势。
5、吸附法
适用盐湖条件:各类盐湖;
优势:工艺简单、锂回收率高、对环境影响小;
劣势:工艺控制要求高、吸附剂需结合专有技术专门生产。
工艺介绍:萃取法原理是利用锂盐在不同溶剂中的溶解度差,通过萃取和反萃得到锂浓缩液,再进行除酸及除杂,后加入碳酸钠结晶析出碳酸锂产品。萃取剂主要有醇、酮及双酮类,有机磷类,偶氮离子螯合—缔合类,冠醚类,肽菁类等五大类。该法可以处理镁锂比高的盐湖,易于工业化,但萃取剂研究投入较大、回收率较低、生产成本高。
6、膜分离法
适用盐湖条件:各类盐湖;
优势:适用性广泛、工艺简单、锂回收率高、对环境影响小;
劣势:对膜要求高、膜的生产研发成本高、寿命短、成熟度低。
工艺介绍:膜分离法包括电渗析法与纳滤膜法。通过离子交换膜利用电位差或者压力差以达到离子分离的目的。该法的关键在于离子交换膜的选择。该法适用性广泛、工艺简单、锂回收率高、对环境影响小,但由于对膜要求高、膜的生产研发成本高、寿命短、成熟度低。