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Review 化学进展 现 Li2 CO3 自然沉淀析出，我国绝大部分盐湖锂资源 位于青海柴达木盆地一带，包括察尔汗、台吉乃尔、 一里坪等盐湖卤水，镁锂比可达几十甚至上千，国外 提取工艺难以复制，给我国盐湖锂资源的开发带来 极大难度。 随着市场需求的日益增大，盐湖锂资源 的开发利用受到越来越多的重视和关注，可以说，开 发适用于我国高镁锂比盐湖卤水的提锂分离技术具 有十分重要的经济价值和战略意义。 本文综述了盐 湖提锂技术的研究现状，着重关注了高镁锂比盐湖 锂资源的提锂方法。 2 沉淀法 沉淀法通常将卤水经过自然蒸发浓缩至锂 含量到一定浓度，然后经酸化或萃取除硼、除钙 镁离子，最后加入纯碱使锂以 Li2 CO3 的形式沉淀 出来，主要以碳酸盐沉淀法、铝酸盐沉淀法和铝 盐沉淀法为主。 2 1 碳酸盐沉淀法 碳酸盐沉淀法是研究最早并工业化应用最为广 泛的提锂技术，其原理是向浓缩除硼后的卤水中加 入强碱除去钙镁离子，再用纯碱沉淀出碳酸锂产 品[13，14] 。 此方法工艺简单，适用于低镁锂比的盐湖 卤水，智利的阿塔卡玛盐湖、美国的西尔斯盐湖、银 峰地下卤水等低镁锂比硫酸盐型盐湖均采用此法进 行锂资源开发[15，16] 。 南美洲安第斯中部高原地区含有丰富的盐湖资 源，在 100 多万平方公里内发育有上百个盐湖资源， 是目前盐湖开发规模最大的区域，其中著名的富锂 盐湖有:玻利维亚的乌尤尼盐湖、智利的阿塔卡玛盐 湖、阿根廷的霍姆布雷托盐湖等。 智利的阿塔卡玛 盐湖为已开发的低镁锂比盐湖资源的代表，卤水类 型为 Na+ 、K+ 、Mg2 + ∥C1- 、SO42 - ，目前主要由智利 化学矿业有限公司(SQM)和智利锂业公司(SCL) 分别进行开发。 SQM 生产工艺为[17] :盐湖卤水经日 晒析盐后，先将卤水在 NaCl 池沉淀除去 NaC1，然后 将富含钾、锂和硼酸盐的卤水送至太阳浓缩池，继续 蒸发析出 KC1，经浮选、干燥生产出 KCl 产品。 析出 KCl 后剩余的母液含有大约 1% 的锂，母液输送至锂 蒸发池日光蒸发，至锂浓度富集到 6% ，用煤油萃取 除去硼，使卤水中硼含量低于(5 × 10 - 4 )% ，然后加 入纯碱沉淀出 MgCO3 除去 80% 的镁，再加石灰沉淀 出 Mg(OH)2 除去其余 20% 的镁，生成的富含 LiCl 的卤水经净化后，用纯碱处理生成 Li2 CO3 料浆，经 过滤、洗涤、干燥，得到 Li2 CO3 产品。 SCL 生产工艺 ·7 98· 为[7] :用含钙溶液与卤水混合，使 SO4 2 - 以石膏沉淀 形式除去，避免夏季温度较高时盐田中形成硫酸钾 锂复盐而造成锂的损失，析出石膏后的卤水继续经 盐田晒制使锂含量浓缩至 4 3% ，向浓缩卤水加入 石灰乳调节pH至11左右，除去大部分Mg2+和 SO4 2 - ，再用纯碱除去卤水残留的钙镁离子，经净化、 浓缩后，最后加热卤水再用纯碱进行处理，过滤、干 燥制得 Li2 CO3 。 碳酸盐沉淀法是南美硫酸盐型低镁锂比盐湖资 源开发的主要生产工艺，若处理高镁锂比卤水会导 致耗碱量增大，经济成本上不可行。 但近年来，已有 将此法改进用于高镁锂比卤水提锂的报道。 An 等[6] 采用两步沉淀法对玻利维亚乌尤尼盐湖卤水 进行提锂研究，向浓缩后 NaCl、Na2 SO4 饱和的高镁 锂比卤水(含Mg2+ 15~18 g/L，含Li+ 07~09 g/L) 中加入石灰，以 CaSO4·2H2 O 与 Mg(OH)2 的形式除 去卤水中的钙、镁离子，同时控制溶液 pH 不高于 113，利于卤水中的硼以HB4O7 - 或B(OH)4 - 的形 式被 Mg(OH)2 吸附去除;然后加入草酸钠除去卤 水中残留的钙、镁离子;固液分离后的卤水再经 蒸发浓缩至 20 g/L Li+ ，在80 ~90 °C条件下加入 Na2CO3 得到纯度可达9955%的Li2CO3。 2 2 铝酸盐沉淀法 铝酸盐沉淀法通过向卤水中加入铝酸钠或铝酸 钙，并通入 CO2 碳化生成活性 Al(OH)3 ，控制铝锂 比在一定条件下得到铝锂沉淀物，经过过滤后将锂 从卤水提取出来，再经进一步处理得到 Li2 CO3 产 品。 铝酸钠沉淀法[18] 一般以 10% 左右的铝酸钠为 原料，用浓度40%的CO2 碳化生成活性Al(OH)3， 控制铝锂比 13 ~ 15 条件下加入除硼后的卤水，生成 铝锂沉淀物并置于 350 °C 煅烧，然后在室温下浸取， 使沉淀物中的铝锂分离，锂进入水相，然后用石灰乳 和纯碱除去钙镁离子等杂质，蒸发浓缩，最后加入纯 碱得到 Li2 CO3 。 铝酸钙沉淀法[19] 则是通过氢氧化 铝与碳酸钙焙烧形成铝酸钙，作为除镁后卤水的沉 淀剂，在酸性条件下转化为活性氢氧化铝，与锂作用 生成铝锂沉淀，将分离得到的沉淀物进行高温压煮 分解出锂盐，最后加入纯碱沉淀出Li2CO3。 铝酸盐 沉淀法的优点是锂沉淀率和镁分离率高，产品 Li2 CO3 纯度较高，可以用于高镁锂比卤水提锂，但 淡水耗量大、碳化液及浸取液蒸发能耗高，致使生产 成本较高，至今尚未工业化应用。 2 3 铝盐沉淀法 铝盐沉淀法通过化学反应制得无定形氢氧化 Progress in Chemistry， 2017， 29(7): 796 ~808PDF Image | Extraction of Lithium from Salt Lake Brine
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Product and Development Focus for Infinity Turbine
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