锂/钠钾混合溶液主要都包括哪些呢?第一,废旧三元锂电池全溶法-含锂硫酸钠尾水,该尾水金属锂含量为:1~3g/L;第二,锂矿冶炼-锂浸出液、盐湖卤水,这部分原液的金属锂含量为:0.5~10g/L。目前,以上含锂溶液的传统主要的提取方法为沉淀法。
图一、某湿法冶炼厂含锂尾水
图二、某企业锂矿浸出液
但是,传统碳酸盐沉淀法回收三元尾水中的锂,直收率仅为80%,母液需二次蒸发富集,能耗大、收率低、成本高。磷酸盐沉淀法回收三元尾水中的锂,直收率约75%,收率低、产品纯度低、附加值不高。传统的低浓度含锂卤水制备电池级碳酸锂的工艺流程长、能耗高、成本高、工艺适应性差、收率低。
为了解决这些问题,国内的专家学者最近推出了一种选择性离心萃取分离锂的技术,用于处理锂/钠钾混合溶液。该技术的工艺流程主要包括两次萃取、一次洗涤和两次反萃取。作为离心萃取技术装备服务商,天一萃取提出采用CWL-M离心萃取机作为锂/钠钾混合溶液中锂的选择性分离的理想装备。CWL-M离心萃取装置具有小内存料量、快速分相、高效果和占地面积小等优点。
图:锂/钠钾混合溶液中锂高选择性萃取分离工艺流程
1、二级两萃(Two Extraction):将锂/钠钾混合溶液与萃取剂分别通入CWL-M离心萃取机中,通过两级萃取,锂离子会选择性地被萃取到有机相,形成含锂有机相,而钠和钾则主要留在水相中。
2、一级洗涤(Washing):将含锂的有机相加入0.2mol/L的硫酸溶液进行洗涤,以去除有机相中的杂质。这个步骤有助于提高锂的纯度和产品质量。
3、二级两反(Two Back-Extraction):将3mol/L的硫酸溶液作为反萃剂,将含锂的有机相和和反萃剂在CWL-M离心萃取机进行两级反萃,锂离子从有机相转移到水相中。
这项技术具有良好的应用前景。首先,随着对锂资源供应需求的增长,从锂电池回收尾水和前驱体合成尾水等溶液中,短流程高效回收锂具有明显的成本优势。同时,对于低品位的锂原料浸出液,高选择性的锂分离和富集,相对于传统的蒸发浓缩方法,该工艺具有更低的成本,并且可以实现锂与钠钾的彻底分离(β>1000)。最后,整个工艺只消耗硫酸和液碱,不会产生额外的废弃物,是一种绿色高效的锂分离富集新工艺。