鋰/鈉鉀混合溶液主要都包括哪些呢?第一,廢舊三元鋰電池全溶法-含鋰硫酸鈉尾水,該尾水金屬鋰含量為:1~3g/L;第二,鋰礦冶煉-鋰浸出液、鹽湖鹵水,這部分原液的金屬鋰含量為:0.5~10g/L。目前,以上含鋰溶液的傳統主要的提取方法為沉淀法。
圖一、某濕法冶煉廠含鋰尾水
圖二、某企業鋰礦浸出液
但是,傳統碳酸鹽沉淀法回收三元尾水中的鋰,直收率僅為80%,母液需二次蒸發富集,能耗大、收率低、成本高。磷酸鹽沉淀法回收三元尾水中的鋰,直收率約75%,收率低、產品純度低、附加值不高。傳統的低濃度含鋰鹵水制備電池級碳酸鋰的工藝流程長、能耗高、成本高、工藝適應性差、收率低。
為了解決這些問題,國內的專家學者最近推出了一種選擇性離心萃取分離鋰的技術,用于處理鋰/鈉鉀混合溶液。該技術的工藝流程主要包括兩次萃取、一次洗滌和兩次反萃取。作為離心萃取技術裝備服務商,天一萃取提出采用CWL-M離心萃取機作為鋰/鈉鉀混合溶液中鋰的選擇性分離的理想裝備。CWL-M離心萃取裝置具有小內存料量、快速分相、高效果和占地面積小等優點。
圖:鋰/鈉鉀混合溶液中鋰高選擇性萃取分離工藝流程
1、二級兩萃(Two Extraction):將鋰/鈉鉀混合溶液與萃取劑分別通入CWL-M離心萃取機中,通過兩級萃取,鋰離子會選擇性地被萃取到有機相,形成含鋰有機相,而鈉和鉀則主要留在水相中。
2、一級洗滌(Washing):將含鋰的有機相加入0.2mol/L的硫酸溶液進行洗滌,以去除有機相中的雜質。這個步驟有助于提高鋰的純度和產品質量。
3、二級兩反(Two Back-Extraction):將3mol/L的硫酸溶液作為反萃劑,將含鋰的有機相和和反萃劑在CWL-M離心萃取機進行兩級反萃,鋰離子從有機相轉移到水相中。
這項技術具有良好的應用前景。首先,隨著對鋰資源供應需求的增長,從鋰電池回收尾水和前驅體合成尾水等溶液中,短流程高效回收鋰具有明顯的成本優勢。同時,對于低品位的鋰原料浸出液,高選擇性的鋰分離和富集,相對于傳統的蒸發濃縮方法,該工藝具有更低的成本,并且可以實現鋰與鈉鉀的徹底分離(β>1000)。最后,整個工藝只消耗硫酸和液堿,不會產生額外的廢棄物,是一種綠色高效的鋰分離富集新工藝。