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。     

一种高镁锂比盐湖卤水制备氢氧化镁的方法

正本发明涉及无机盐化工领域,公开了一种高镁锂比盐湖卤水制备氢氧化镁的方法。本发明将高镁锂比盐湖卤水浓缩蒸发,析出氯化钠、氯化钾;浓缩卤水加入过量10%~20%的碳酸盐或者碳酸氢盐除钙离子;除杂后浓卤中加入镁沉淀剂,通过控制p H使镁离子完全沉淀,洗涤干燥得到固体氢氧化镁粉末。本发明制备氢氧化镁时先加入弱碱氨水,易于形     

盐湖老卤深度浓缩及硫酸锂提取工艺研究

针对硫酸盐型盐湖含锂卤水的深度蒸发及浓缩提锂过程,进行了蒸发锂盐析盐规律和一水硫酸锂提取技术研究。以东台吉乃尔盐湖老卤为参考卤水,采用常压等温强制蒸发装置,通过多段蒸发浓缩,获得了锂盐的蒸发析出规律和影响锂盐收率的关键因素;通过卤水除硫、多段深度蒸发,获得了锂离子质量分数高达3.14%,镁锂比从24.52降到1.64的高锂浓缩卤水。在此基础上进行了一水硫酸锂提取工艺研究,获得了卤水转化法生产硫酸锂的关键过程数据,其中硫酸锂的单程析出率可以达到78.18%。上述研究成果可为硫酸盐型盐湖卤水锂资源开发及其综合利用提供参考。     

西藏结则茶卡和龙木错盐湖卤水协同提锂研究

硫酸镁亚型盐湖提取锂时,由于卤水中镁含量很高,造成镁锂分离困难。碳酸盐型盐湖在锂的开发利用过程中,受到碳酸根浓缩的影响,锂离子不能高度富集。通过把两种类型的卤水进行兑卤,析出大量三水合碳酸镁,基本去除体系内镁离子和碳酸根,卤水体系得到简化,得到锂含量较高的富锂卤水,富锂卤水通过添加碳酸钠析出品位较高的碳酸锂,锂的单次收率在80%以上。该方法既解决了硫酸盐型卤水镁锂分离的问题,也解决了碳酸盐型卤水锂的富集问题。     

复合沉淀剂用于高镁锂比卤水锂镁分离研究

采用复合沉淀剂,用沉淀法从高镁锂比卤水沉淀镁而实现锂镁分离。复合沉淀剂由氢氧化钠与辅助沉淀剂(对硝基偶氮苯酚)构成。对硝基偶氮苯酚是以对硝基苯胺与苯酚为主要原料,经重氮化及偶联反应得到,其产率为87%。合成产物经实测红外光谱吸收频率与高斯计算频率对比,其主要官能团吸收频率吻合度极高,用质谱佐证表明合成产物为目标产物。通过XRD,SEM表征复合沉淀剂得到的沉淀形态,其沉淀的结构和形态发生了大的变化,得到颗粒大而完整的沉淀。采用该复合沉淀剂对模拟卤水进行锂镁分离,其除镁率达到99.999%,锂损失率低于2%,得到的沉淀极易过滤。     

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.     

江陵地下卤水富集锂的变化规律研究

地下卤水、盐湖卤水及矿石中含有丰富的锂资源，锂的提取多从前两者中进行，所以需要对此进行合理的开发利用。主要对湖北江陵地下卤水蒸发浓缩过程中锂离子浓度的变化规律进行研究。首先对江陵地下卤水浓缩过程中的析盐规律和锂离子浓度变化规律分别进行研究。蒸发浓缩江陵地下卤水对其进行常量化学组成分析和锂离子浓度的测定。实验结果表明，氯化钠浓度随着蒸发率的增大先增大再减少，氯化钾浓度随着蒸发率的增大而增大。在蒸发率为34.80%时，氯化钠开始析出；在蒸发率为66.10%时，氯化钾开始析出。锂离子浓度随着蒸发率的增大而增大。确定析钾点并测出母液中各离子含量，继续蒸发母液研究浓缩过程中锂离子浓度的变化规律，为今后从江陵地下卤水中提取锂提供了基础数据。     

除镁后盐湖卤水制备碳酸锂工艺研究

采用除镁后卤水母液蒸发浓缩提锂进行碳酸锂制备工艺研究。实验结果表明：通过控制母液浓缩倍数为300倍,反应温度90℃,反应时间40min,沉锂剂滴加速度20-25mL/min等工艺条件,锂的收率可达83％以上,平行实验结果说明所探讨的工艺条件重现性好。     

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。     

黑北凹地富钾地下卤水自然蒸发实验研究

黑北凹地位于阿尔金山山前,其富钾地下卤水储量巨大,该卤水以钠、氯含量占绝对优势。富钾地下卤水化学组成简单,易于提取,具有很好的开发利用价值。以该富钾卤水为研究对象,在现场进行了自然蒸发实验。通过实验发现,卤水经过较长的石盐（NaCl）析出阶段后,分别达到光卤石（KCl·MgCl₂·6H₂O）和水氯镁石（MgCl₂·6H₂O）析出阶段,最后蒸干于南极石阶段,其析盐顺序为石盐—光卤石—水氯镁石—南极石;其中钾只以光卤石矿物析出,且析出阶段比较集中,在整个蒸发过程中氧化硼（B₂O₃）和锂则都在卤水中浓缩富集,没有析出。根据卤水蒸发过程中的析盐规律,其与K ⁺,Na ⁺,Mg ²⁺//Cl ^--H₂O（25 ℃）介稳相图相符,蒸发过程中的体系变化趋势为液相体系点在石盐相区逐渐向远离石盐相点的方向移动,到达石盐与钾石盐共饱线后沿此线向石盐、钾石盐、光卤石共饱点移动,后沿石盐、光卤石共饱线移动,最终蒸干于石盐、光卤石、水氯镁石共饱点。经过对整个蒸发过程中卤水pH及密度的变化规律进行分析,指出可以通过pH及密度的变化来控制卤水的制卤过程。通过该蒸发实验研究,将为黑北凹地地下卤水的提钾工艺实验和后期开发提供科学依据。     

锂离子筛研究进展

锂离子筛（锰系、钛系）在高镁锂比（质量比）的盐湖卤水中对锂离子表现出高吸附选择性，尖晶石结构的锂离子筛的提锂机理主要有氧化还原机制、离子交换机制和复合机制，而层状结构的锂离子筛主要通过Li⁺和H⁺之间的简单离子交换实现。锂离子筛的制备工艺简单，首先经过固相燃烧法、微波燃烧法或溶胶-凝胶法、水热法、共沉淀法、熔盐合成法等方法制备出前驱体，再通过H⁺取代相应前驱体中的Li⁺即可。制备的锂离子筛可用于从储量大、品位低的盐湖卤水、海水等液态锂资源中提取锂。近年来研究热点集中于结构稳定性更高的钛锂离子筛，但要进一步提高结构稳定性、实现工程化应用，还需继续研究。     

锂辉石浸出液提锂除杂规律研究

碳酸锂是一种基础锂盐, 不仅广泛应用于传统化工行业, 也是生产锂电池的重要原料, 近年来锂电产业蓬勃发展, 极大推动了原料碳酸锂的提取与制备研究。为了提取锂辉石中的锂来制备碳酸锂, 利用沉淀溶解-平衡理论分析锂浸出液的除杂规律。对锂辉石进行转型焙烧、酸化焙烧、浸取, 锂辉石中98%左右的锂可进入液相, 得到锂浸出液, 然后根据溶解平衡理论确定3步除杂净化条件：1）中和pH至6.5除大部分Al ³⁺和Fe ³⁺;2）加入氧化剂将Fe ²⁺氧化成Fe ³⁺, 调 pH 至8.0除Fe ³⁺;3）调pH至10.0, 加入理论量碳酸钠（以液相Ca ²⁺计）, 最终Al ³⁺、Fe ³⁺、Mg ²⁺ 等浓度低于10 ^-6 mol/L, Ca ²⁺质量分数约为2×10 ^-5。     

碳酸锂在碳酸钠溶液中的溶解度与热力学

采用等温溶解平衡法开展碳酸锂在碳酸钠溶液中(278.15～358.15 K)的溶解平衡实验研究,测定平衡体系碳酸锂溶解度和平衡溶液密度,利用E-DH方程对碳酸锂溶解度实验数据进行关联,标准偏差小于0.01;利用Connaughton方程对液相密度数据进行关联,标准偏差小于2×10^-3。实验和计算研究结果表明：在同离子和盐效应协同影响下,碳酸锂在Na₂CO₃-H₂O体系中溶解度随碳酸钠浓度增加先降低后降低趋势变缓,在278.15～358.15 K温度范围内,溶解度转变折点为碳酸钠浓度约为0.1 mol·kg^-1;通过溶解热力学计算,得到碳酸锂在碳酸钠中的溶解焓变(ΔH_d)、熵变(ΔS_d)和Gibbs自由能变(ΔG_d),结果表明溶解过程为放热、熵减的非自发过程,溶解焓变和熵变随着碳酸钠浓度增加而增加,Gibbs自由能变在0.6 mol·kg^-1出现最大值,且溶解过程为熵控制过程。研究结果将为卤水提锂碳化沉锂过程设计提供基础数据。     

真空制盐两碱净化过程成垢离子的脱除及控制

通过研究卤水两碱法净化过程成垢离子(Ca2+,Mg2+和CO32-)的行为,揭示卤水净化成垢离子脱除与控制的基本规律.研究了"NaOH-Na2CO3"两碱用量对卤水中钙镁离子净化效果及精卤中残留碳酸根离子浓度的影响.研究结果表明,通过优化两碱用量,调控卤水pH值,可以在脱除钙镁离子的同时,实现碳酸根离子的高效利用,控制...     

铝基吸附剂固定床分离卤水锂资源过程研究

铝基锂吸附剂是一种非常适用于低锂品位、高镁锂比盐湖卤水提锂的吸附剂,具有无溶损、稳定性高等优点,也是目前唯一一种已投入工业化生产的吸附剂。使用自制的球形铝基锂吸附剂GLDH填充固定床,系统研究了吸附温度、进料流速、初始锂离子浓度和床层高度对GLDH固定床分离卤水锂资源过程中吸附穿透曲线的影响。结果表明：升高温度、增加床层高度、降低初始锂离子浓度和进料流速会导致穿透时间延长、穿透吸附容量升高。采用BDST、Clark、Thomas、Y-N和M-D-R 5种经验模型对锂吸附穿透曲线进行拟合,确定M-D-R模型能够较准确地描述固定床锂吸附过程。     

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。     

Li+、Na+、K+、SO42——H2O体系相图在MVR蒸发过程的应用研究

工业上硫酸法矿石提锂生产碳酸锂的副产品是元明粉。为了解决元明粉生产环节MVR蒸发过程中出现的硫酸锂与硫酸钠共晶问题,采取了如下措施：首先,结合生产MVR流程实际取样数据,利用Li⁺、Na⁺、K⁺、SO₄^2--H₂O体系相图进行理论分析,利用火焰光度计、原子吸收分光光度计及XRD等化学分析手段,综合分析证明了元明粉MVR蒸发过程中硫酸锂与硫酸钠共晶复盐的存在。其次,结合MVR设备结构及生产工艺,提出了硫酸锂和硫酸钠共晶造成元明粉产品杂质锂含量超标问题的解决方法。     

锂电解过程中杂质元素的电化学行为

采用循环伏安法研究了锂电解过程中杂质元素的电化学行为。电解过程中杂质元素镁将优先于锂在阴极析出, 然后是金属锂的欠电位沉积形成镁锂合金, 最后才是金属锂的析出, Mg ²⁺的还原电极过程受扩散控制, 扩散系数为1.44×10 ^-5 cm ²/s;微量的Ca ²⁺即发生钙锂共沉积;在含少量氯化钠的熔盐体系中, 杂质元素钠被锂还原并形成合金, 随着电解质体系中氯化钠含量的增加, 金属锂中的钠含量有较大的增加;杂质元素铁优先于锂在阴极析出, 在阴极被还原成海绵铁使阴极钝化, 引起熔盐体系锂的析出电流急剧降低, Fe ³⁺的还原电极过程受扩散控制, 扩散系数为3.14×10 ^-5 cm ²/s。     

苛化提纯盐湖锂矿回收含氟碳酸锂的研究

主要论述了一种提纯盐湖锂矿和回收含氟碳酸锂的方法。工艺流程：盐湖锂矿（含氟碳酸锂）通过一次水洗涤除去其中所含的大部分可溶性杂质后,按一定配比将其投入到石灰乳料浆中加热到90~95 ℃反应4 h,过滤后得到氢氧化锂溶液,将氢氧化锂溶液在100~120 ℃下进行加压浓缩4 h精制得到钙镁离子和硅含量较低的氢氧化锂溶液;向精制后的氢氧化锂溶液中通入食品级二氧化碳沉锂得到工业级碳酸锂,或继续浓缩制备氢氧化锂;用以上工艺生产得到的工业级碳酸锂通过二次碳化、阳离子交换树脂除去钙镁离子、重结晶可得到硅含量为10×10^-6以内的高纯碳酸锂,或浓缩得到钙含量为5×10^-6、镁含量为2×10^-6以内的单水氢氧化锂。     

鸭湖构造深部卤水自然蒸发实验研究

通过自然蒸发实验,对鸭湖背斜构造深部卤水进行了研究,得到了该卤水在自然蒸发过程中各元素富集规律及析盐规律。受高含量钙影响,卤水蒸发路线在K⁺,Na⁺,Mg²⁺//Cl^--H₂O（25 ℃）介稳相图中偏移比较明显,可与Na⁺,K⁺,Mg²⁺,Ca²⁺//Cl^--H₂O（25 ℃,对NaCl饱和）介稳相图相结合对实验数据进行分析。卤水自然蒸发过程中矿物析出顺序为：石膏→石盐→光卤石→南极石→溢晶石;光卤石产量较小并且质量不高;锂最终浓缩至质量浓度约为2.9 g/L时,硼、锶、溴、碘、铷、铯等微量元素均有析出。实验数据和结论为针对该类型卤水进行更深入的综合开发利用研究提供了依据,如前期除钙后梯度提取硼酸、碳酸锂、溴素等产品。