CN102154563A - 一种从盐湖卤水中富集锂的浮选方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种从盐湖卤水中富集锂盐的有效方法。以磷酸三正丁酯(TBP)和FeCl3为捕集剂，卤水pH＝3.0～7.0，Li+与TBP和FeCl3生成稳定的LiFeCl4·nTBP缔合物，使用浮选装置，乙醇为发泡剂，经空气浮选进入煤油介质。再以6.0mol L-1HCl为反萃剂，分解LiFeCl4·nTBP缔合物，使Li+重新进入水相。Li+的一次浮选提取率达90％以上，TBP与煤油经15次循环利用后，锂盐的浮选提取率仍基本保持不变。与传统卤水锂盐提取方法相比，本发明利用浮选法对盐湖卤水中的锂盐进行富集，劳动强度低，生产周期短，提取效率与原辅材料的循环使用率高，生产成本低。
Description
技术领域
本发明属盐湖卤水中锂的分离富集方法，涉及无机化工技术领域。
背景技术
金属锂和各种锂化合物作为重要的化工原料，广泛应用于干电池、陶瓷、玻璃，致冷剂、医药等等领域，被誉为“推动世界进程的资源金属”，而将来在大容量电池、铝基合金、核扩散型反应堆燃料以及其他工业方面对金属锂和锂化合物的需求将大幅度增加。从我国和世界范围看，陆地上的锂资源是相当有限的，开发海水、盐湖锂资源是世界各国共同关注的课题。全世界锂资源总储量约1.466×107t，我国是传统锂资源大国，已探明的锂资源工业储量在世界上仅次于玻利维亚，位居世界第二位，其中盐湖卤水锂储量超过3×106t，占79％，居世界第三位，具有良好的资源条件和开发前景。
目前国内外卤水中锂富集的主要方法有溶剂萃取法、沉淀法、结晶法、盐析法、电渗法、离子交换与吸附法等。现有的各种方法都存在着一定的不足，例如沉淀法：在提取过程中溶液中锂离子的损失较大，使用氢氧化铝，纯碱，磷酸氢二钠做沉淀剂，纯碱消耗量大，锂的回收率较低(王日公，王军，王晓燕等，从高镁锂比盐湖卤水中一步提取碳酸锂的方法，中国，1502557，2004-06-09)。吸附法的关键是研制性能优良的吸附剂，并且要求吸附剂对锂有较高的选择性吸附，以便能排除卤水大量的碱金属和碱土金属离子的干扰，但吸附剂的溶解损失较大，再生困难，影响其实际应用。(张绍成，苒广芬，吸附法盐湖卤水提锂工艺试验，盐湖研究，1997，5(1)，59-66)。盐析法：该方法虽然在技术上可行，工艺过程却要在封闭条件下进行，且设备腐蚀严重，锂的总回收率低，需进一步改进。溶剂萃取法：操作相对来说易于实现，但其萃取率却不尽如人意，且工艺流程较为繁琐。
本发明提取效率高，捕集剂相对损耗小，且易有效分层，所采用的原料及设备价格低廉，并且无需调节酸碱度等繁琐操作，改善了传统萃取工艺上耗时耗力的缺点，操作简便易行，是一种有效的盐湖卤水中锂的提取方法。
发明内容
本发明的主要目的是采用浮选法提高盐湖卤水中锂的富集效率，一次浮选提取率即可达到90％以上，改善了传统萃取法一次萃取率低，且耗时长，操作步骤繁琐的缺点，可有效降低盐湖锂盐的生产成本。
本发明的技术方案按以下操作步骤进行：
(1)在含锂2～4mg/mL的卤水中，按水相与有机相的比例为1∶3加入磷酸三丁酯(TBP)与煤油组成的有机相，其中TBP∶煤油体积比为3∶2；Li+与Fe3+物质的量之比为1∶2，加入三氯化铁；加入乙醇。
(2)打开空压机并调节空气流量10-50mL/min，浮选3～10分钟后静置3～10分钟，使有机相水相完全分离。从浮选柱底部放出水相，有机相留于浮选柱中。
(3)加入浓度为3～6mol/L的盐酸，加入乙醇，开空压机并控制空气流量为10-50mL/min，浮选5～10分钟，静置5～10分钟，从浮选柱中放出水相，有机相留于浮选柱中。
本发明与现有的技术相比具有的优点
(1)本发明对锂的一次浮选提取率可达到90％以上，高出传统的溶剂萃取工艺50个百分点，可大大地提高盐湖锂资源的利用率。
(2)本发明采用的是浮选法，操作相对传统的萃取法简单、省时、省力。由于一次提取率高，捕集剂以及煤油等原辅材料的利用率高，相对损耗小，提取周期短，生产成本低。
(3)本发明在反萃阶段用盐酸作为反萃剂，反萃率明显高于传统工艺，且分离彻底。
附图说明
本发明所用浮选装置。
具体实施方式
实施例1：
取含锂2mg/mL的卤水20mL，加入3.1gFeCl3·6H2O，40mL TBP，26.7mL煤油，5mL乙醇，将此混合溶液加入至浮选柱中。控制空气流量10mL/min，浮选提取5min，静置5～10min。一次萃取率为：90.6％。
实施例2
取含锂2mg/mL的卤水30mL，加入4.65g FeCl3·6H2O，60mL TBP，40mL煤油，7mL乙醇，将此混合溶液加入至浮选柱中，控制空气流量30mL/min，浮选萃取5min，静置5～10min。一次萃取率为91.1％。
实施例3
取含锂2mg/mL的卤水20mL，加入3.1g FeCl3·6H2O，40mL TBP，26.7mL煤油，5mL乙醇，将此混合溶液加入至浮选池中，控制空气流量30mL/min，浮选萃取8～10min，静置5～10min。一次萃取率为91.2％。按有机相与6mol/L的盐酸体积比1∶1的比例加入盐酸，以及乙醇5mL，控制空气流量30mL/min，浮选萃取8min，静置5～10min。锂的一次反萃率为93％。
Claims (7)
1.一种盐湖卤水中富集锂的方法，其特征包括：(1)常温常压下，向浮选柱内的盐湖卤水中分别加入捕集剂、乙醇和煤油，打开空压机并调节空气流量，鼓气3～10分钟。静置3～10分钟，收集有机相。(2)常温常压下，向浮选柱中加入一定浓度的盐酸、乙醇，打开空压机并调节空气流量，鼓气3～10分钟。静置3～10分钟，收集水相，得到锂的浓缩溶液。
2.如权利要求1所述的锂盐富集方法，其特征在于使用空气为浮选气体，也可以采用氮气、氩气等气源。
3.如权利要求1所述的锂盐富集方法，其特征在于浮选所用空气由无油空气压缩机提供，空气的流量为10-50mL/min。也可以采用空气钢瓶为气源。
4.如权利要求1所述的锂盐富集方法，其特征在于所选用的捕集剂A种类广泛：磷酸三丁酯，三辛基氧化膦，丁基磷酸二丁酯，丙醇，异丁醇，戊醇，异戊醇，2-乙基己醇，丙酮，环己酮，甲基异丁基酮，己酰丙酮，二特戊酰甲酮，噻吩甲酰三氟丙酮，苯酰三氟丙酮，1，1，2，2，3，3-氟代庚基-7，7-二甲基-4，6-辛基双酮，14-冠-4等。这些捕集剂可单独一种，亦可任意两种或几种配用。
5.如权利要求1所述的锂盐富集方法，其特征在于所选用的捕集剂B可以是：三氯化铁，噻吩甲酰三氟丙酮，邻菲咯啉，三辛基氧化膦的任意一种，或两种以上混合利用。
6.如权利要求1所述的锂盐富集方法，其特征在于所选用的有机溶剂为煤油，汽油，苯类，氯仿等，可选用任一种作为有机相。
7.如权利要求1所述的锂盐富集方法，其特征在于所选用的反萃剂是盐酸，其浓度在3～6mol/L之间。
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