采用MR—2树脂从卤水中直接提制锂盐

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(一)用MR－2树脂提制锂盐

MR－2树脂中的MnO₂是具有离子筛作用的交换基团，其基团结构中含有基，是能按酸式解离的－OH根，对锂离子具有高选择性的交换中心，其理论饱和交换容量每1g二氧化锰为6．1mg mol的锂离子。二氧化锰在锂交换过程中同时还能吸附部分硼。

应用MR－2树脂提制锂盐的工艺过程分转型、交换和洗脱三部分：

1．二氧化锰的转型 新的二氧化锰树脂为锂型，即二氧化锰在成筛时为锂离子所交换饱和，需用稀盐酸转为氢型，才能用于锂离子的交换。其反应为：

2．锂离子的交换 转型后树脂中－OH基上的“H”在交换中可被锂离子置换，树脂又成为锂型。交换锂离子后的溶液则由于产生氢氯酸而导致pH值下降，为了提高锂的交换率，原料液需要事先加入石灰乳提高pH值，反应式为：

3．锂离子的洗脱 交换锂离子后的树脂用稀盐酸洗脱，回收锂离子，硼也随同被洗下，此时树脂又转为氢型。如此重复交换使用，反应式为：

(二)碳酸锂成品的制备及副产品回收

洗脱液是制备成品碳酸锂和回收二氧化锰、硼砂和精盐的原料液，主要工艺过程如下：

1．二氧化锰的回收 溶损于洗脱液中的二价锰离子，加碳酸钠溶液沉淀碳酸锰，通氯氧化形成二氧化锰，分离后循环使用，其化学反应式为：

MnCl₂+Na₂CO₃→MnCO₃↓+2NaCl

MnCO₃+Cl₂+H₂O→MnO₂↓+2HCl+CO₂

2．钡、钙、镁等离子的分离 回收二氧化锰后的母液，加碳酸钠溶液沉淀分离碳酸钙、碳酸钡和大部分碳酸镁(还含少量氢氧化镁沉淀)，其化学反应式为：

CaCl₂+Na₂CO₃→CaCO₃↓+2NaCl

BaCl₂+Na₂CO₃→BaCO₃↓+2NaCl

MgCl₂+Na₂CO₃→MgCO₃↓+2NaCl

有少量碳酸钠因水解作用生成氢氧化钠与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀，其化学反应式为：

3．中和、蒸发、分离氯化钠 除钙、镁等杂质后的净化液加盐酸中和过剩的碳酸钠，至净化液呈微酸性；然后蒸发浓缩，不断除去析出的氯化钠，至氯化钠母液锂离子含量20～30g／L为止。氯化钠经洗涤、烘干即为精盐。中和反应如下：

Na₂CO₃+2HCl→2NaCl+H₂O+CO₂↑

4．再净化 蒸发浓缩、分离氯化钠的母液尚含有少量的镁离子和因设备腐蚀带入的铁离子，在沉淀碳酸锂前需加氢氧化钠溶液再净化，过滤洗涤后的氢氧化镁和氢氧化铁为残渣，其化学反应式为：

MgCl₂+2NaOH→Mg(OH)₂↓+2NaCl

FeCl2+3NaOH→Fe(OH)₃↓+3NaCl

5．制备碳酸锂 分离镁、铁离子后的滤液趁热加入碳酸钠热溶液，得到碳酸锂沉淀，经分离、洗涤、干燥后即得一级成品碳酸锂。其化学反应式为：

2LiCl+Na₂CO₃→Li₂CO₃↓+2NaCl

6．蒸发、分离氯化钠后的母液冷析硼砂 碳酸锂母液蒸发浓缩，不断分离在蒸发过程中析出的氯化钠(碱性盐)，至氯化钠母液中四硼酸钠含量达180～200g／L为止；母液冷至室温，析出硼砂，经分离、洗涤、干燥即得工业硼砂。

(三)MR－2树脂从卤水中直接提制碳酸锂工艺流程

见图6－9－3。

图6－9－3 MR－2树脂从卤水中直接提制碳酸锂工艺流程图