盐湖卤水中锂的分离提取研究进展

自2015年新能源汽车的爆发式增长,使得世界锂的需求量急速增加,加速锂资源的开发具有重要意义。中国境内锂资源颇为丰富,主要存在于锂矿与盐湖卤水中,其中以盐湖卤水为主。而卤水提锂以其能耗低、成本低等显著优势成为未来获取锂资源的重要方向。总结归纳了现有的卤水提锂方法,重点阐述了目前研究较多的萃取法、吸附法、膜分离法和电化学法。目前,萃取法大多以萃取剂-氯化铁-稀释剂为萃取体系,着重对萃取剂与稀释剂的种类进行研究;吸附法中吸附剂为实验的关键,近年来铝基吸附剂和离子筛型吸附剂成为研究的热点,如何造粒以及如何降低溶损率将成为今后主要的研究方向;膜分离法中提高吸附容量是使用膜分离法从卤水中提锂的关键,膜分离法中纳滤膜与电渗析较为成熟; 关于电化学提锂,研究人员提出使用不同的吸附剂作为电极材料,提锂效果得到显著提高,电化学提锂这一新方法的崛起为卤水提锂提供了新思路。     

纳滤法用于盐湖卤水镁锂分离的初步实验

膜分离技术是一门新兴的分离方法。为提取盐湖卤水中的锂资源,采用商业可得的DK纳滤膜对稀释的盐湖卤水进行分离操作,以验证纳滤法对卤水中镁锂分离的可行性。实验结果表明,以3种不同组成的卤水为原料,分别进行单级操作,膜的镁锂分离因子均小于0.1,镁锂质量比分别由原料水中的48.50、42.31、28.30降至渗透水中的4.04、3.21、1.86,证明纳滤法可将卤水中的锂提取分离,同时卤水中几乎全部的钙离子、硫酸根及至少73.81%的硼被有效拦截在浓缩水中。渗透水和浓缩水可分别用于相应无机盐的提取,纳滤法可为盐湖卤水的综合利用提供技术上的支持。     

盐湖卤水提锂方法研究进展

介绍了世界盐湖卤水锂资源的分布状况和锂产品的市场格局,对国内外盐湖卤水提锂技术方法和工艺应用现状进行了综述评价,重点介绍了沉淀法、吸附法、煅烧法和电渗析法等盐湖卤水提锂方法,并提出了盐湖卤水提锂技术的发展趋势。     

盐湖卤水提锂的研究进展

锂及锂盐在能源和新材料方面具有重大的应用前景, 21世纪锂盐的生产主要来自盐湖卤水。介绍了世界锂资源的概况、市场前景以及目前盐湖卤水的主要提锂方法和工艺技术,重点介绍了沉淀法、萃取法和离子筛法及其工业化情况。并对中国盐湖锂资源的开发情况及技术发展方向进行了分析,希望能够为中国盐湖卤水锂资源开发提供参考。     

纳滤膜对高镁锂比盐湖卤水镁锂分离性能研究

纳滤作为一种新兴的膜分离技术,在高镁锂比盐湖卤水镁、锂分离领域具有非常好的应用前景。研究了不同镁锂比、原料液循环流量对镁锂分离过程的影响,并对膜分离过程中的分离机理进行分析。结果表明原料液镁锂比对膜通量影响较小,镁、锂离子截留率及镁锂分离效果均随原料液镁锂比的增加而降低。当原料液循环流量为225 L/h时,镁离子截留率为95%,锂离子截留率为-66%,透过液镁锂比降低至1.2。膜分离传质机理研究表明,镁离子在分离过程中受到较强的介电排斥效应与尺寸筛分效应。纳滤技术能够有效降低高镁锂比盐湖卤水的镁锂比,为后续高纯锂盐的制备提供基础。     

中国盐湖卤水提锂产业化技术研究进展

近年来,在新能源产业的推动下,新能源汽车和储能技术快速发展,带动锂盐消费飞速增长。目前,全球锂盐产业一片火热,正在跑马圈地和快速扩产中。中国拥有丰富的锂资源,尤其是盐湖卤水锂资源,而且通过多年技术攻关和产业化实践,中国盐湖卤水提锂技术逐渐成熟,新技术不断涌现,在全球锂盐行情火热的背景下,中国锂盐湖具备快速扩产的潜力。介绍了中国目前已经成功产业化的盐湖卤水提锂技术,分析各技术的优缺点,探讨正在研究中的有望实现产业化应用的提锂新技术,并研判了盐湖卤水提锂技术的发展方向,从绿色高效提锂工艺的角度出发,对于盐湖锂资源供应未来的发展趋势进行了分析和展望。通过研究,有望对中国盐湖提锂行业技术现状和技术发展方向有较清晰的认识,并对今后国内外锂盐湖的开发提供技术参考。     

用于盐湖卤水吸附法提锂的连续离子交换工艺研究

采用连续离子交换技术用于盐湖卤水的吸附法提锂。针对青海一里坪盐湖老卤体系,开发了连续离子交换吸附提锂工艺,研究了操作参数对连续离子交换系统提锂性能的影响,并在优化的工艺条件下进行了长周期的稳定性评价。结果表明,在转动步进周期为20 min、卤水进料量为3.2 BV/h、淋洗水量为2.9 BV/h、解吸水量为9.3 BV/h、解吸温度为15~25 ℃时,连续离子交换系统可以稳定获得镁锂质量浓度比（简称镁锂比）在3左右、锂质量浓度接近1.1 g/L的合格液,锂回收率为98.5%以上。     

高镁锂比盐湖卤水中锂镁沉淀法的分离研究

采用改进的沉淀法进行锂镁分离,解决我国青海高镁锂比盐湖卤水中提锂的工艺难题.配制镁锂浓度比为44的模拟卤水(含110 g/L Mg2+、2.5 g/LLi+),以氢氧化钠为主沉淀剂,以吐温-80、聚丙烯酰胺及晶种为辅助沉淀剂,来改进氢氧化镁沉淀的颗粒大小及其形态,使生成的氢氧化镁易于过滤,锂离子吸附损失减小.取10 mL模拟卤水,以50 mL(2 mol/L)氢氧化钠、0.5 mL吐温-80、0.03 g聚丙烯酰胺、0.03 g晶种构成复合沉淀剂,反应温度为60℃,溶液pH 12～13,则沉淀除镁率达99.9％,锂离子吸附损失率低于2％,过滤速度大大提高.采用SEM、XRD、粒度分布、热分析对氢氧化镁晶体的形貌和结构进行了分析,结果表明辅助沉淀剂的加入能有效地改变氢氧化镁沉淀的颗粒大小及其形态.     

我国盐湖卤水提锂产业化现状及发展建议

我国锂资源储量约占全球锂资源储量的6%,而其中约85%分布于盐湖卤水中。我国绝大部分含锂盐湖卤水为高镁锂比卤水,锂镁分离难度大。近年我国盐湖卤水提锂取得了初步的产业化成效,但存在提锂效率不高、能耗和生产成本较高等问题。简要介绍了国外盐湖卤水提锂的主要工艺,综述了我国盐湖卤水提锂产业化现状及发展方向,并为该行业绿色高质量发展提出了若干建议。     

基于吸附法的模拟盐湖卤水中锂提取分析研究

针对传统硅盐沉淀法无法实现盐湖卤水低浓度锂提取的问题,提出用酸改性高岭土对盐湖卤水中 Li⁺进行提取。试验以锂提取效果为指标对提取工艺进行优化,结果表明,当第一次沉锂工艺条件为：Al/Li摩尔比 3.5,Na/Al 摩尔比 2.7,沉淀温度 45℃,沉淀时间 60min;第二次吸附锂工艺条件为：吸附剂投加量 4g,反应温度 40℃,反应时间 150min,铝锂分离工艺条件为：煅烧时间和温度分别为 50min、400℃,浸取时间和温度分别为 30min 和 50℃,锂沉淀率、锂吸附总量、锂单位吸附量以及 Li⁺浸出率和溶液中 Li⁺质量浓度分别为52.4%、11.7mg、2.9mg·g^{- 1}、95.7%和 1.4g·L^{- 1}。     

离子液体溶剂浮选法分离富集盐湖卤水中的锂

首次将疏水性离子液体(IL)1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐应用于溶剂浮选,对盐湖卤水中的锂进行富集分离,用火焰原子吸收光谱法对锂进行测定。考察了磷酸三丁酯(TBP)用量、相比V(O):V(A)、浮选时间、气体流速、浮选温度、共存离子、溶液的pH值对浮选率的影响。结果表明,最佳浮选条件为:浮选温度40℃,V(TBP):V(IL)=8:1,相比V(O):V(A)=5,气体流速为50 mL/min,溶液pH=2.5时浮选15 min,此时Li+的浮选率达到85%。离子液体作为浮选剂用来浮选Li+也适用于痕量锂的分析检测。     

磷酸三丁酯从盐湖卤水中萃取锂的机理研究

以磷酸三丁酯（TBP）为萃取剂,磺化煤油为稀释剂,在六水合三氯化铁存在的条件下,从盐湖卤水中萃取锂。研究了TBP浓度对萃取率的影响,得到TBP最佳浓度为80%TBP+20%磺化煤油。通过斜率法、化学分析法、紫外光谱与红外光谱法,证实了锂离子（Li+）在溶液中与铁络阴离子（FeCl4-）形成铁氯络酸盐（LiFeCl4）,LiFeCl4与TBＰ中的PO键作用配位形成二溶剂化物LiFeCl4·2TBP,从而达到与其他组分分离的目的。利用空腔理论阐述了萃取过程。     

从浓缩盐湖卤水中萃取分离锂的实验研究

采用溶剂萃取法,对中国青海某盐湖浓缩后的高镁锂比老卤中的锂进行分离提取,系统考察了萃取剂浓度、萃取相比、卤水酸度等因素对锂萃取率的影响。对富锂有机相进行反萃取,考察了反萃取相比、反萃剂盐酸浓度等条件对锂负载有机相反萃取的影响。萃取工艺对从高镁锂比盐湖卤水中分离锂具有较好的应用前景。     

盐湖卤水镁锂沉淀分离工艺研究

采用氨水和氢氧化钠作为沉淀剂,对高镁锂比卤水进行镁的二次沉淀分离以及母液蒸发浓缩提锂工艺进行研究。实验结果表明：常温下,采用质量分数为10%的氨水作为沉淀剂,可使卤水除镁率达到88.6%,实现卤水中镁锂的初步分离;在此基础上,采用氢氧化钠溶液作为沉淀剂,控制浓度为8 mol/L的氢氧化钠溶液的滴加速度为3 mL/min、反应时间为20 min、溶液终点pH=12.5、搅拌转速为120 r/min,采用漏斗过滤氢氧化镁沉淀,卤水的除镁率可达到99.8%。母液经蒸发浓缩析出氯化铵和氯化钠晶体,使锂得到富集。     

我国盐湖锂资源分离提取进展

锂及其化合物是国民经济和国防建设的重要战略资源,在储能电池、精细化工、原子能热核聚变等领域有着重要应用。中国是锂资源消耗与生产大国,但我国锂消费量对外依存度达70%以上,同时我国锂资源主要储存在西部地区的盐湖卤水中,低锂浓度、高镁锂比的问题提升了盐湖提锂的难度。针对我国盐湖提锂现存的问题,本文系统总结了盐湖锂资源分离提取常见的传统方法,并重点阐述了新型膜分离材料及新型膜分离过程在盐湖卤水高效提锂方面的重要进展,特别是我国科研工作者在盐湖提锂应用中所取得的最新成果。     

盐湖卤水碳酸锂提取工艺过程研究

青藏高原的盐湖卤水锂储量丰富,通过盐田蒸发浓缩,去除卤水中的绝大部分Na+、K+、SO42-、Cl-、Mg2+,可以使镁锂比降到8～12,锂离子质量分数也可达到0.5%以上。以蒸发浓缩后的富锂卤水为原料,选用碳酸钠和氢氧化钠为沉淀剂分两步沉淀除镁,之后用碳酸钠为沉淀剂提锂,通过对此工艺过程中的各个阶段进行实验,最终可以得到纯度和收率较高的粗级碳酸锂产品。     

盐湖卤水法碳酸锂产品中硼杂质含量的测定

基于在微酸性介质中,甲亚胺-H与硼生成显色络合物,可用于比色法测定硼,建立了分光光度法测定盐湖卤水法碳酸锂产品中硼杂质含量的方法,并对存在的相关问题进行了讨论。在实际操作中比较了标准曲线法和标准加入法,测定结果的相对标准偏差（n=9）分别为0.53%和0.52%,平均回收率分别为99.2%和99.4%。该方法适合于三氧化二硼质量分数为0.01%～0.4%的碳酸锂样品中硼杂质含量的测定。     

盐湖高锂卤水中硫酸根的分离与锂的迁移

以盐湖高锂卤水为原料,采用化学沉淀法,以无水氯化钙作为沉淀剂,脱除卤水中的硫酸根。详细考察了原料配比（钙离子与硫酸根物质量的比）、加料方式、加料时间、反应时间、搅拌转速和反应温度等条件对除硫率的影响,同时重点研究了反应过程中锂的夹带损失率和生成锂的复盐形式。得到除硫的适宜条件：原料配比为1.2,加料方式为正向加料即氯化钙溶液加入卤水中,反应温度为25 ℃,加料时间为24 min,搅拌转速为150 r/min,反应时间为60 min。在该实验条件下卤水中硫酸根的脱除率达到99.02%,锂的夹带损失率达到27.71%;通过扫描电镜可以得到沉淀产物的形貌,通过XRD表征结果可以说明在分离硫酸根的过程中锂离子主要是以Li₂SO₄·H₂O和LiAl₂（OH）₇（H₂O）₂的形式夹带损失。     

盐湖卤水提锂技术研究与发展

近年来,随着核电、航空航天、锂电动汽车等行业的快速发展,全球对锂产品的需求逐年增加。鉴于卤水锂资源约占世界锂资源的65%及世界锂产品产量的58%来自于卤水工艺,过去十余年卤水提锂材料、技术与装备研究方兴未艾,吸引越来越多的科技工作者关注。根据全球特别是中国卤水锂资源赋存特征与状态,归纳分析了沉淀法、膜法、萃取法和吸附法等卤水提锂关键技术,综述了各种方法的适应性及发展方向。