鹽湖鹵水提鋰工藝技術(shù)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

牛英男 肖波

摘 要：鋰及其化合物是我們生活中重要的物質(zhì)，在我們的日常生活中被廣泛應(yīng)用。我國(guó)液態(tài)鋰資源較為豐富，而且含鋰鹽湖鹵水一般都含有大量的鋰和鎂，如何做到完美的鎂鋰分離也是當(dāng)前的一大難題。本文以此為基礎(chǔ)，結(jié)合目前我國(guó)鹽湖鹵水提鋰工藝技術(shù)的現(xiàn)狀，著重介紹三種從鹵水中提取鋰的工藝技術(shù)，分析目前我國(guó)鹽湖鹵水提鋰工藝技術(shù)所存在的問(wèn)題，比便于相關(guān)單位更好地完成鹽湖鹵水提鋰工作，給我國(guó)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：鹽湖;鹵水提鋰;現(xiàn)狀;存在問(wèn)題

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，鋰及其化合物得到了更加廣泛的應(yīng)用，鹽湖鹵水中有大量的鋰資源，在鹽湖鹵水中提鋰工藝程序較為簡(jiǎn)單，而且開發(fā)成本較低，這些條件可以更好地增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。中國(guó)當(dāng)前的鋰資源儲(chǔ)量位居世界第二，通過(guò)對(duì)鹽湖鹵水提鋰的現(xiàn)狀以及鹽湖鹵水提鋰工藝技術(shù)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析，然后再采取一些手段解決這些問(wèn)題，可以有效的提升鹽湖鹵水提鋰的技術(shù)，解決目前鹵水提鋰難題，為我國(guó)帶來(lái)更多的正面影響。

1 鹽湖鹵水提鋰主要手段

1.1 溶劑萃取法

在進(jìn)行鹽湖鹵水提鋰工作時(shí)，需要涉及多個(gè)環(huán)節(jié)，這些工藝都是通過(guò)不斷的實(shí)驗(yàn)總結(jié)出的，所以在進(jìn)行鹽湖鹵水提鋰工作時(shí)，對(duì)這些提鋰手段作出分析是非常重要的。

①采用溶劑萃取法最主要的就是要選好合適的萃取劑，用相關(guān)的萃取劑與鹽湖鹵水中含有的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，從而將鎂提取出來(lái)，一般還會(huì)采取從鹽湖生產(chǎn)的粗鋁化鎂中提取氯化鋰的方法，然后用除去鈣和鎂的干固物體進(jìn)行回流提取，這種方法提取氯化鋰產(chǎn)品的純度高達(dá)95%，而且對(duì)這一產(chǎn)品的收率也可以達(dá)到70%，這種方法有效地做到鎂鋰分離，并且提取鋰的含量也是較高的。

②對(duì)于我國(guó)一些特殊的地方，還要根據(jù)當(dāng)?shù)氐奶攸c(diǎn)選用其他的萃取劑進(jìn)行萃取。針對(duì)柴達(dá)木地區(qū)的資源分布特點(diǎn)，就要用磷酸三丁酯當(dāng)做溶劑從鹽湖鹵水中提取氯化鋰。這種方法需要采用太陽(yáng)能或者燃料將鹵水進(jìn)行加溫，使鹵水蒸發(fā)后收縮，這樣就可以分離掉析出的食鹽，鉀鹽和部分硫酸鹽，在進(jìn)行除硼后加入氯化鐵，然后再混合其他溶液合成一種萃取合劑，在沉淀出相關(guān)萃取物后，然后再進(jìn)行除雜，焙燒等工序，最后就可以得出無(wú)水氯化鋰。這種方法的鋰萃取率可以達(dá)到97%左右，也可以取得較高含量的鋰，但是這一道工藝程序較為復(fù)雜，而且周期較長(zhǎng)，萃取工藝所用設(shè)備容易收到環(huán)境影響出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象。

1.2 沉淀法

①沉淀法提鋰已經(jīng)較為廣泛的被應(yīng)用到提鋰工藝當(dāng)中，其主要分為碳酸鈉沉淀法和鋁酸鹽沉淀法。而且在制取碳酸鋰方面有顯著的成效。其原理是在蒸發(fā)的地方將鋰鹵水進(jìn)行蒸發(fā)收縮，然后再進(jìn)行酸化拖硼，最后將剩余的硼，鈣以及鎂離子分開，再加入等量的碳酸鈉，就可以使鋰積淀析出。

②碳酸鈉沉淀法是將鹵水加溫至揮發(fā)的一個(gè)過(guò)程，這一工藝需要在蒸發(fā)池中進(jìn)行，將鹵水倒入蒸發(fā)池加熱到一定程度后，鋰就會(huì)從鹵水中稀釋出來(lái)，當(dāng)鋰含量到達(dá)適當(dāng)?shù)臐舛群蠹尤胧易屍渑c鎂元素發(fā)生反應(yīng)，然后再放入適當(dāng)數(shù)量的碳酸鈉，在化學(xué)反應(yīng)結(jié)束之后鋰就會(huì)產(chǎn)出。這種方法只適用于鎂鋰含量較低的湖水，如果當(dāng)湖水中鎂鋁含量比值過(guò)高時(shí)，在進(jìn)行鹵水濃縮后就會(huì)稀釋出大量的氯化鎂，如果再用其他的化合物將氯化鎂中和掉，就會(huì)消耗大量的鋰，從而降低鋰的提取數(shù)量。

1.3 離子交換吸附法

這種方法相對(duì)于前兩種方法來(lái)比只適用于特殊的鹽水湖中，這種方法主要應(yīng)用于含鋰量較低的鹵水中提鋰。在過(guò)去有相關(guān)的工作人員用硫化聚乙烯從濃縮后的鹵水中將鋰提出。但這種方法有以下幾大缺點(diǎn)：一是在進(jìn)行鋰離子的解析時(shí)，由于缺乏相關(guān)的材料所以解析較為困難。二是提取里的相關(guān)材料的成本較高，所以無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)。這就導(dǎo)致了相關(guān)研究人員中斷了對(duì)離子交換吸附法的研究，而且這種提鋰工藝相對(duì)前兩種方法來(lái)說(shuō)操作較為困難，其所需的材料也較多，會(huì)帶來(lái)更高的提取成本。

2 鹽湖鹵水提鋰工藝技術(shù)存在的問(wèn)題

2.1 鹽湖鹵水中鎂含量過(guò)高

鹽湖鹵水中除了含有大量的鋰離子以外，還有大量的堿金屬和堿土金屬離子，這些物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)較為相似，所以從中提取鋰離子較為困難，而且如果鹽湖鹵水中鎂離子的含量較高，就會(huì)使鋰離子發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng)從而減少鋁離子的含量。鹽湖鹵水中鎂鋰含量之比也影響著鹽湖鹵水提鋰的效果，而且我國(guó)的鹽湖鹵水當(dāng)中基本是大量的鎂鋰共存，所以在提取過(guò)程中就需要更加先進(jìn)的技術(shù)和提取手段。

2.2 提取鋰工藝限制因素較多

在使用沉淀法進(jìn)行鹽湖鹵水提鋰時(shí)，鹵水中鋰離子的質(zhì)量濃度必須大于0.5g/L但是由于我國(guó)的氣候條件較為特殊，我國(guó)大部分的鹽湖鹵水鋰離子質(zhì)量的濃度值都低于這一標(biāo)準(zhǔn)值。其次，采用這種方法是鹵水當(dāng)中的鈣離子和鎂離子含量不能過(guò)高，如果這兩種離子的含量過(guò)高，就會(huì)使鋰離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而降低鋰離子的含量，但我國(guó)的鹽湖這兩種離子的含量普遍偏高，所以不適合應(yīng)用這種方法。最后，在自然條件上也有一定的限制，在日照時(shí)間長(zhǎng)，年蒸發(fā)量高和降雨較少的干旱地區(qū)使用經(jīng)典沉淀法提取鋰的效果較好，但是我國(guó)除了西藏地區(qū)的鹽湖外，內(nèi)地的地區(qū)的大多鹽湖不能滿足這一條件。這些因素的限制導(dǎo)致了我國(guó)無(wú)法將經(jīng)典的沉淀法廣泛應(yīng)用于鹽湖鹵水提鋰工具當(dāng)中。

綜上，當(dāng)前，從鹽湖鹵水中提取里的主要方法就是采用沉淀法，這種方法效率高而且可以提出大量的鋰。而吸附法和萃取法一般還沒有在工業(yè)上被廣泛采用，但是如果將這兩種技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)提鋰上，一定會(huì)取得很好的進(jìn)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王增國(guó)，王永旺，陳東，劉瑞平.國(guó)內(nèi)外鹵水提鋰工藝技術(shù)現(xiàn)狀分析[J].化工管理，2017（16）：75-76.