用二氧化锰离子筛从卤水中直接提制锂盐

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中国科学院青海盐湖研究所对黄卤制溴母液进行实验，研究了制溴母液中锂离子与二氧化锰离子筛作用的交换条件、影响因素以及规律性等；经全流程循环实验，制得工业碳酸锂。又用此法对其他类型卤水做了验证实验，表明此法选择性能好，适应性广，能从高矿化度的卤水中直接分离锂盐。

(一)二氧化锰离子筛的制备

离子筛的基体采用国内低温电解得到的二氢化锰。将氢氧化锂溶液与二氧化锰粉末混合均匀，煅烧，得锂型离子筛，再转化为氢型离子筛，即可直接加入卤水中提锂。

(二)交换条件

1．原料液主要成分

离子： 锂 钙 镁

含量(g／L)：0．340 105．4 7．13

密度：1．2728g／cm³

2．原料液用石灰乳调节pH值到8．5～9．0。

3．室温下搅拌反应1h。

4．投料比为2，即每1g离子筛(干基)投入原料液含锂2mgmo1。

5．反应过程中补加1∶1的氢氧化铵维持反应终点pH值为8．3±2。

(三)交换结果

1．锂的交换率＞95%。

2．锂的交换容量：1．9mgmol／1g离子筛(干基)以上。

3．对杂质的分离效果：除钙率＞99%；除镁率＞99%。

(四)反交换条件

1．盐酸浓度：1mol。

2．室温下搅拌反应1h。

(五)反交换结果

1．反交换率90%。

2．反交换溶液中锂含量0．3%左右。

3．盐酸利用率90%。

(六)成品碳酸锂的制备

1．反交换溶液的化学组成

离 子 锂 钠 钙 镁 锰 氢

含量(%) 0。3054 0．0232 0．437 0．015 0．035 0．00538

将此溶液用纯碱、烧碱一次除去钙、镁杂质，除去杂质后的母液蒸发浓缩到氯化钠接近饱和时，加入20%纯碱溶液，沉淀出碳酸锂，过滤、洗涤、干燥后得工业碳酸锂。

2．成品碳酸锂的化学组成

名 称 碳酸锂 氧化钙 氧化钠

含量(%) 98．14 0．068 0．0532

通过循环实验，证实氢型离子筛在交换和反交换的反复循环下是稳定的。在循环过程中离子筛平均损失为0．33%。循环实验是在不补充离子筛情况下进行的，锂的交换率仍能维持稳定，达96．1%，锂的总收率达85%。除钙率99．5%，除镁率99．2%，除钠率99．81%，除钾率99．72%，离子筛的化学损失在0．08～0．27%范围。

根据物料平衡计算结果，每吨碳酸锂蒸发水量为72．2t。

有代表性的几种卤水进行提制碳酸锂的结果如下：

卤水类型 锂含量(%) 锂回收率(%)

黄卤 0．00504 80

盐湖卤水 0．0154 ＞90

黄卤制盐母液 0．0266 ＞90

黄、黑卤制溴母液 0．178 ＞90

盐湖氯化镁饱和卤水 0．183 ＞90

(七)二氧化锰离子筛从卤水中直接提制锂盐工艺的特点

1．对锂具有高效选择性 对高含量的钠、钙、镁等碱金属和碱土金属离子分离效果高。

2．方法的适应性广 它允许卤水中锂含量大幅度变化，特别对稀卤水更具有优越性。在饱和的氯化镁、氯化钠以及高含量氯化钙的体系中，也能很好地提制锂盐。

3．常温操作，离子筛反复循环使用 无需专门的再生回收过程，原材料便宜易得，成本较低。

4．劳动保护好 无废水、废气污染，只有部分钙、镁渣。

5．流程短，设备简单建厂投资少，易于上马，适合于多样卤水小型资源的综合利用。