由于鹽湖的鋰濃度不同、鎂鋰比高低差異、環境氣候以及生產條件不同,鹽湖提鋰的工藝通常會因湖制宜。鹽湖提鋰方法目前工業上應用中總共有六種,分別沉淀法、煅燒浸取法、碳化法、萃取法和吸附法膜分離法,我們不能說哪種方法一定是最好的,最適合的方法才是最好的方法。今天,小編就來為大家介紹一下應該如何選擇鹽湖提鋰的工藝方案,每種工藝方案的特點及優缺點比較。
1、沉淀法
適用鹽湖條件:高鋰含量、低鎂鋰比;
優勢:操作簡單、對設備要求低、可靠性高、成本低;
劣勢:回收率低、僅適用于鎂鋰比低的優質鹽湖。
工藝介紹:沉淀法分為碳酸鹽法、鋁酸鹽法以及硼鎂硼鋰共沉淀法。目前碳酸鈉沉淀法已經工業生產。碳酸鈉沉淀法將含鋰鹵水蒸發濃縮、酸化脫硼、除鈣鎂后析出碳酸鋰。該法操作簡單、對設備要求低、可靠性高、成本低,但回收率低,不足 40%,僅適用于鎂鋰比低的優質鹽湖。
2、煅燒浸取法
適用鹽湖條件:高鋰含量、高鎂鋰比;
優勢:回收率高、附加值高;
劣勢:蒸發水量大、能耗高、設備腐蝕嚴重。
工藝介紹:煅燒浸取法適用與硫酸鹽型鹽湖提鋰,主要步驟為:將提硼、鉀后的鹵水蒸發濃縮,得到含鋰、鈉、鉀、四水氯化鎂的混鹽,然后在 700℃下煅燒,四水氯化鎂熱解得到氧化鎂與氯化氫副產品,水洗浸取鋰,加入石灰乳和純堿除鈣鎂雜質,過濾后再次蒸發濃縮,加入純堿在 90℃沉底出碳酸鋰。此方法鋰回收率為 90%,還可得到副產品氧化鎂以及工業鹽酸,但因為蒸發水量大、能耗高、設備腐蝕嚴重,逐漸被淘汰。
3、碳化法
適用鹽湖條件:低鎂鋰比、碳酸鹽型鹽湖;
優勢:工藝簡單、生產成本低;
劣勢:耗時長、適用范圍小;
工藝介紹:碳化法是利用碳酸鋰、二氧化碳、水反應生成溶解度更大的碳酸氫鋰,實現鋰與其他雜質分離。該法對鹽湖要求較高,僅適合鎂鋰比低的碳酸鹽型鹽湖。碳化法工藝簡單、生產成本低,但耗時長、適用范圍小。
4、萃取法
適用鹽湖條件:高鋰含量、高鎂鋰比
優勢:可以處理鎂鋰比高的鹽湖、易于工業化;
劣勢:萃取劑研究投入較大。
工藝介紹:萃取法原理是利用鋰鹽在不同溶劑中的溶解度差,通過萃取和反萃得到鋰濃縮液,再進行除酸及除雜,后加入碳酸鈉結晶析出碳酸鋰產品。萃取劑主要有醇、酮及雙酮類,有機磷類,偶氮離子螯合—締合類,冠醚類,肽菁類等五大類。該法可以處理鎂鋰比高的鹽湖,易于工業化,萃取劑研究投入較大。
值得一提的是,萃取法非常適合沉鋰母液的提取。在碳酸鋰生產過程中,沉鋰工段的收率較低,約為80%,另外20%的鋰溶解在沉鋰母液中,Li+含量1.5~2g/L,是以氯化鈉為主、鋰鈉共存的飽和鹽溶液,其它元素因前段除雜預處理過程而處于ppm級低濃度水平。
鄭州天一萃取針對沉鋰母液回收提鋰領域進行了深入研究與實踐,推出了綠色堿性含鋰溶液鋰萃取回收工藝系統,該系統采用CWL-M系列離心萃取機為核心主機設備,經過萃取-洗滌-反萃工段后,最終,鋰資源以氯化鋰的形式回收起來。整個鋰萃取回收系統具有鋰萃取收率高、綠色無污染、技術流程簡單、生產成本低四大突出優勢。
5、吸附法
適用鹽湖條件:各類鹽湖;
優勢:工藝簡單、鋰回收率高、對環境影響小;
劣勢:工藝控制要求高、吸附劑需結合專有技術專門生產。
工藝介紹:萃取法原理是利用鋰鹽在不同溶劑中的溶解度差,通過萃取和反萃得到鋰濃縮液,再進行除酸及除雜,后加入碳酸鈉結晶析出碳酸鋰產品。萃取劑主要有醇、酮及雙酮類,有機磷類,偶氮離子螯合—締合類,冠醚類,肽菁類等五大類。該法可以處理鎂鋰比高的鹽湖,易于工業化,但萃取劑研究投入較大、回收率較低、生產成本高。
6、膜分離法
適用鹽湖條件:各類鹽湖;
優勢:適用性廣泛、工藝簡單、鋰回收率高、對環境影響小;
劣勢:對膜要求高、膜的生產研發成本高、壽命短、成熟度低。
工藝介紹:膜分離法包括電滲析法與納濾膜法。通過離子交換膜利用電位差或者壓力差以達到離子分離的目的。該法的關鍵在于離子交換膜的選擇。該法適用性廣泛、工藝簡單、鋰回收率高、對環境影響小,但由于對膜要求高、膜的生產研發成本高、壽命短、成熟度低。