鹽湖鹵水吸附提鋰工藝
來源:江蘇海普功能材料有限公司 閱讀:1388 更新時間:2022-06-27 15:04鹽湖是一種綜合性的寶貴的自然資源,人類已從鹽湖中大量開采鹽類資源,綜合利用取得長足進步。
鹽湖鹵水中主要含有Li+、Na+、K+、Ca2+、Mg2+等陽離子和SO42-、Cl-、CO32-等陰離子,按化學成分鹽湖鹵水分為碳酸鹽型、硫酸鹽型和氯化物型。
鹽湖提鋰工藝和成本主要由鹽湖類型控制,鹵水中Mg2+、B3+等伴生離子通常會給Li+分離帶來麻煩。
中國鹽湖資源除西藏扎布耶鹽湖(中度碳酸鹽型鹽湖)外都具有高鎂鋰比,由于Mg和Li具有相似的化學性質(zhì),導致高鎂鋰比鹽湖中鎂鋰用沉淀法分離效果差,使鹽湖鋰資源開發(fā)難度更高,研制出液相鋰吸附劑實現(xiàn)高效提鋰不僅經(jīng)濟意義巨大,而且具有重要的戰(zhàn)略意義。
吸附劑提鋰工藝是用天然或合成的化合物,制成可對鹵水中鋰離子進行選擇性吸附,再用水或洗脫液將吸附劑中鋰離子洗脫,使鋰離子與雜質(zhì)和伴生離子分離的方法。吸附法適用于高鎂鋰比鹽湖,且提鋰工藝簡單,提鋰過程中污染小。
目前,國內(nèi)外研究報道較多的大多為無機吸附劑,利用吸附劑特殊的內(nèi)部結(jié)構(gòu),在吸附鋰過程中將較大的堿金屬及堿土金屬離子阻隔在外,從而實現(xiàn)鎂鋰的高效篩分
但這些無機吸附劑多為粉末狀,其粒徑較小,機械強度、流動性和滲透性較差,吸附劑損耗率也較高。
因此,吸附容量大、吸附速率快、使用壽命長的高性能吸附劑是國內(nèi)吸附法提鋰亟待解決的關(guān)鍵問題。
為解決市面現(xiàn)有吸附劑容量低、機械強度差,使用溶損率大等問題,海普研發(fā)了一種新型提鋰吸附劑材料HPL700。
通過合成納米活性提鋰粒子,再通過特殊的造粒技術(shù),確?;钚约{米粒子不團聚、不失活,仍具有納米尺寸;同時,提鋰吸附劑具有優(yōu)良的機械強度,從而,保證了提鋰吸附劑的提鋰活性、容量和穩(wěn)定性。
如圖所示,左圖為HPL700外觀電鏡照片,右圖為納米粒子進一步放大的透鏡照片
可以看出,活性提鋰納米材料具有很好的納米尺寸和分散性,可保持納米活性和穩(wěn)定性,該吸附劑機械強度優(yōu)異、溶損率低,適用于各種鎂鋰比鹵水,并且提鋰收率高,綠色環(huán)保,無二次污染,運行費用低。
HPL700外觀(左)、高倍透射電鏡(右)
以特種鋰吸附劑DL760吸附為核心的碳酸鋰生產(chǎn)工藝,包括四個步序:提鋰、深度除鎂、濃縮、沉淀
其中第一步吸附提鋰是鹽湖提鋰的技術(shù)核心和關(guān)鍵,把鋰從高鎂鋰比的鹵水中分離提取后可通過沉淀的方法得到碳酸鋰產(chǎn)品,或采用雙極膜電滲析的工藝制備氫氧化鋰產(chǎn)品。
基于前期的小試、中試、百公斤級試生產(chǎn),以及相關(guān)應(yīng)用工藝開發(fā)的基礎(chǔ)上,目前,已經(jīng)完成十噸級新型提鋰吸附劑的生產(chǎn)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,在青海某鹽湖現(xiàn)場建立了日處理100噸鹵水的提鋰試生產(chǎn)裝置,如圖
進一步開展工業(yè)化應(yīng)用研究,模擬工業(yè)化應(yīng)用實況,優(yōu)化操作工藝條件,考察新型提鋰吸附劑的性能與穩(wěn)定性,為后續(xù)工業(yè)化放大做準備
基于前期的小試、中試、百公斤級試生產(chǎn),以及相關(guān)應(yīng)用工藝開發(fā)的基礎(chǔ)上,目前,已經(jīng)完成十噸級新型提鋰吸附劑的生產(chǎn)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,在青海某鹽湖現(xiàn)場建立了日處理100噸鹵水的提鋰試生產(chǎn)裝置,如圖
進一步開展工業(yè)化應(yīng)用研究,模擬工業(yè)化應(yīng)用實況,優(yōu)化操作工藝條件,考察新型提鋰吸附劑的性能與穩(wěn)定性,為后續(xù)工業(yè)化放大做準備
下表為經(jīng)過6個月連續(xù)運行,所有技術(shù)指標均達到要求,適用于鋰含量50-2500mg/L,鎂含量最高為飽和狀態(tài)的各種鹵水提鋰,高效實現(xiàn)鋰鎂分離