摘要：金属锂及其化合物以其优异的物理化学性能在信息、能源、医药和军事等领域得到了广泛的应用。由于岩石矿床中锂资源的含量较低，盐湖卤水已成为提取锂的重要来源，如何从盐湖卤水中高效提取锂资源已成为许多企业面临的重大问题。现有的从盐湖卤水中提取锂的方法主要有沉淀法、溶剂萃取法和吸附法。综述了这些方法的研究进展。在此基础上，提出了盐湖卤水提锂技术的发展建议。 关键词：金属锂；盐湖卤水；盐湖提锂
锂具有诸多优良的物理化学性质，其功能和用途十分广泛，被认为是“推动世界进步的能源金属”。锂产品最初主要应用于军事上，随着新能源、冶金、航天航空以及玻璃制造等行业的快速发展，人们对锂的需求量逐年攀升，提锂工艺技术的发展也日益受到重视。地壳中锂的含量仅为0.0065％左右，其中少部分存在于岩石矿床中，而约80％的锂资源蕴含于盐湖卤水中。我国是一个锂资源大国，锂资源总储量位居世界第二位，其中盐湖卤水锂资源储量占我国锂总储量的79％，主要分布于我国的青海和西藏等省。盐湖卤水成分复杂，含有大量金属和非金属元素，其中对盐湖卤水提锂工艺最具干扰的元素是镁，而我国青海和西藏的盐湖主
srte
要以高镁锂比型盐湖为主，其中青海柴达木盆地一带盐湖的镁锂比甚至高达50以上。因为镁和锂的物理化学性质十分接近，且盐湖卤水中镁的含量远高于锂，镁锂分离十分困难，成为盐湖卤水中锂资源大规模开发的技术瓶颈。目前，众多的学者对盐湖提锂工艺技术进行了研究探索，所用方法主要有沉淀法、溶剂萃取法、吸附法等。本文对近年来国内外盐湖提锂的主要工艺技术研究进展进行总结。 光固化剂１、盐湖提锂的工艺方法
ibm as4001.1沉淀法
沉淀法的原理是利用太阳能将盐湖卤水自然蒸发浓缩，经脱硼、除钙、除镁去除杂质后，在母液中加入混合物沉淀剂或盐析剂使锂以沉淀物的形式分离。沉淀法提取金属锂在工业上应用较早，该工艺成熟、操作简单、可靠性高，但该方法对碱土金属离子浓度高和锂离子浓度低的卤水适应性较差。沉淀法根据具体工艺的不同又分为碳酸盐沉淀法、铝酸盐沉淀法以及硼镁、硼锂共沉淀法等。
1.1.1碳酸盐沉淀法
碳酸盐沉淀法是将盐湖含锂卤水蒸发、浓缩后，加入石灰去除卤水中残留的钙镁等碱性金属杂质，再加入碳酸钠沉淀剂制备碳酸锂产品。该方法的能耗较低，可适用于工业化的生产提取，不足之处是对锂的选择性较低，而且生产过程中对碱的消耗相对较大。目前，美国西尔斯（Ｓｅａｒｓ）湖、银峰（ＳｉｌｖｅｒＰｅａｋ）锂矿及智利阿塔卡玛盐湖（Ａｔａｃａｍａ）等均采用该方法生产碳酸锂产品。陆增等将盐湖卤水利用太阳能自然蒸发、浓缩制盐后，采用分段结晶进行分离，再加入碱性沉淀剂与杂质金属Ｍｇ２＋生成不溶性沉淀，经固液分离去除镁，随后保持一定温度和碱度条件，使ＮａＣｌ蒸发结晶析出，最后加入沉淀剂纯碱制备碳酸锂产品。徐徽等采用氨水和碳酸氢铵两段沉镁的方法对高镁锂比盐湖卤水进行实验研究，用氨水和碳酸氢铵分别调节卤水碱度和沉淀杂质镁，实验结果表明镁的去除率在98％左右，锂的回收率在95％以上。
碳酸盐沉淀法具有操作简单、工艺成熟等优点，是目前低镁锂比型盐湖卤水提锂的最主要方法，但对我国成分复杂的高镁锂比型盐湖卤水适应性较差，在锂分离提取过程中存在碱耗量大和选择性差等问题，导致其在工业应用方面存在一定的局限性。
涂覆1.1.2铝酸盐沉淀法
铝酸盐沉淀法通过合理地控制铝锂比首先得到铝锂沉淀物（ＬｉＣｌ·２Ａｌ（ＯＨ）３·ｎＨ２Ｏ），然后过滤沉淀物并对沉淀物在高温下煅烧，最后对煅烧产物进行水浸，使铝锂分离，之后用沉淀剂除去含锂溶液中的钙、镁等杂质，蒸发浓缩后加入碳酸钠进行沉锂反应，实现碳酸锂产品的生产。
石墨密封圈肖小玲以ＡｌＣｌ３·６Ｈ２Ｏ和ＮａＯＨ为原料，采用氢氧化铝沉淀法选择性沉淀锂，再将铝锂共沉淀物进行高温煅烧和室温水浸，过滤后得到含锂溶液，然后向溶液中加入ＮａＯＨ去除钙镁杂质后，加入Ｎａ２ＣＯ３得到Ｌｉ２ＣＯ３。发现在温度60℃、Ａｌ／Ｌｉ值3.5、Ｎａ／Ａｌ值2.6的实验条件下，锂沉淀率和碳酸锂产品纯度均处于较高水平。
总体来讲，铝酸盐沉淀法普遍存在碳化液及焙烧浸取液蒸发耗能高、淡水消耗量大和工艺流程复杂等问题，目前尚未实现工业化应用。
沉淀法工艺发展较早，具有工艺技术成熟、操作可靠性高等优点，但对于我国以高镁锂比型盐湖卤水为原料的生产过程，普遍存在碱性沉淀剂的使用量较大、生产成本较高和对锂的选择性较差等问题，尚不适用于我国盐湖卤水工业化应用。
１．２溶剂萃取法
溶剂萃取法是利用溶质在水相和有机相中溶解度或分配系数的不同，使溶质从水相转移到对溶质有较大溶解度的有机相，从而达到溶质转相分离的目的。溶剂萃取法是选择性分离和提取金属离子的主要方法之一。目前，国内外学者针对溶剂萃取法从盐湖卤水中提锂开展了大量的研究工作。正确到对锂具有高选择性的萃取剂是该方法的关键，目前研究较多的萃取剂主要有β－双酮类萃取剂以及中性含磷萃取剂等。
１．３吸附法
吸附法是利用对锂离子有选择性的吸附剂来结合锂离子，然后在洗脱剂作用下洗脱抽离出锂离子，从而使锂离子与其他杂质离子得到分离。该方法的关键在于锂离子吸附剂的选择，到对锂选择性好、可循环利用且生产成本相对较低的锂离子吸附剂是该方法成功的关键。总的来说，根据吸附剂的性质可将吸附剂分为有机离子交换吸附剂和无机离子交换吸附剂两种，它们主要依靠材料本身特性对锂离子进行选择性吸附，因具有较高的选择性和记忆效应，可使锂与其他杂质较好分离。目前研究较多的主要有铝基吸附剂、层状吸附剂、离子筛型吸附剂以及基于大环化合物的新型吸附剂。
２、总结与展望
中国绝大多数锂资源存在于盐湖卤水中。然而，由于卤水和高镁锂成分复杂，目前的锂提取工艺仍以固体锂矿石为基础，盐湖卤水的锂提取工艺仍需进一步研究和开发。沉淀法更适合于从国外镁锂比较低的盐湖卤水中提取锂。我国高镁锂比盐湖卤水存在沉淀剂消耗过多的问题。因此，开发高质量的碱性沉淀剂是未来盐湖提锂工艺的关键发展方向之一。在溶剂萃取法中，人们对以中性磷酸三丁酯（TBP）为萃取剂的萃取体系进行了大量的研究。其中，中国科学院青海盐湖研究所研究的TBP/FeCl3/煤油萃取体系取得了良好的提锂效果。然而，由于TBP在设备上的严重膨胀，以及由于高酸度在汽提过程中容易溶解损失，在工业应用中仍然存在一些限制。在吸附法中，采用锂离子筛从盐湖卤水中分离提取锂，效果良好。然而，锂离子筛的实际吸附容量大多低于理论吸附容量，且大多为粉末状，在吸附和洗脱过程中溶解损失率较高。此外，大多数离子筛是通过高温固结反应制备的，这容易导致晶体结构缺陷，降低吸附容量。大环化合物在从我国高镁锂比盐湖卤水中提取锂方面具有良好的优势。它们对锂离子具有优良的选择性吸附性能，具有良好的工业应用前景。然而，关于这种吸附剂从盐湖中提取锂的研究却鲜有报道。因此，从新工艺研究和开发的角度来看，冠醚和杯芳烃等大环化合物应作为盐中的吸附剂得到加强从湖泊中提取锂的研究。
参考文献：
[1] 曾小毛, 樊磊. 高镁锂比盐湖老卤萃取提锂工艺研究[J]. 矿冶工程, 2017, 37(6):2.
[2] 张楠. 高镁锂比盐湖卤水新共萃体系提锂工艺研究[D]. 天津科技大学, 2019.
[3] 张丽芬、邢学永、王文娟、万洪强、宁顺明、佘宗华、李肇佳. 高镁锂比盐湖卤水萃取提锂研究[J]. 矿冶工程, 2020, 40(5):3.
[4] 许振良, 张海珍, 丁浩. 面向盐湖卤水和海水锂资源膜法提锂过程现状与进展[C]// 第五届全国膜分离技术在冶金工业中应用研讨会论文集. 2016.
仿皮绒
[5] 陈青柏. 面向卤水/海水锂资源提取的电渗析法分离纯化锂的研究[D]. 河北工业大学.
[6] 尹红军, 邓天龙, 李栋婵. 盐湖卤水资源锂镁分离提取的研究进展[J]. 无机盐工业, 2009(05):1-4.
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议