利用自然能从混合卤水中提取Mg、K、B、Li的方法转让专利

申请号 : CN201310572330.3

文献号 : CN103553090B

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发明人 : 董亚萍李武乔弘志朱成财孟庆芬朱贤麟曾云郝勇柳拓于圣民唐梓董梦高丹丹刘鑫边绍菊

申请人 : 中国科学院青海盐湖研究所西藏国能矿业发展有限公司

摘要 :

一种利用自然能从混合卤水中提取Mg、K、B、Li的方法包括:碳酸盐型盐湖卤水蒸发、冷冻、蒸发,当卤水中Li含量小于或等于2.5g/L或析出的固体矿中碳酸锂含量小于或等于0.5%时得卤水A;硫酸盐型盐湖卤水蒸发、冷冻、蒸发,卤水中Mg含量大于或等于10g/L时得卤水B;卤水A与卤水B混合反应后得卤水C;卤水C自然蒸发至硫酸根为5g/L~40g/L时得卤水D;卤水D冻硝后得卤水E;卤水E蒸发至一定程度得卤水F;卤水F蒸发析出钾石盐后得卤水G;卤水G冻硝后得卤水H;卤水H与第一步得到的混合碱混合、反应后,当溶液中Li浓度为0.5g/L-1.5g/L时得卤水I;卤水I导入降温池,自然蒸发析出硼砂。

权利要求 :

1.一种利用自然能从混合卤水中提取Mg、K、B、Li的方法,其包括步骤:第一步,碳酸盐型盐湖卤水依次经过蒸发、冷冻、蒸发处理,当卤水中Li含量小于或等于2.5g/L时,或者卤水中析出的固体矿中碳酸锂含量小于或等于0.5%时,该阶段的卤水称作卤水A;收集冷冻过程得到的混合碱;

第二步,硫酸盐型盐湖卤水依次经过蒸发、冷冻、蒸发处理,当卤水中Mg含量大于或等于10g/L时,该阶段的卤水称作卤水B;

第三步,将卤水A与卤水B在-10℃~40℃时混合,混合比例按照卤水B中的镁离子或钙离子与卤水A中碳酸根离子的摩尔比为1:1~2:1计量,充分混合反应、陈化后,固液分离得到镁的碳酸盐和卤水C;

第四步,将卤水C在高原春夏季的温度环境下进行自然蒸发,析出氯化钠和少量残余的含镁碳酸盐,当卤水C中硫酸根为5g/L~40g/L时进行固液分离,得到氯化钠和卤水D;

第五步,将卤水D导入第一冻硝池中,在高原冬季的温度环境下冷冻处理,析出芒硝,控制溶液中硫酸根离子的浓度为1g/L~7g/L时进行固液分离,得到芒硝和卤水E;

第六步,将卤水E导入钠盐池,在高原春夏季的温度环境下蒸发析出氯化钠,当开始析出钾盐时进行固液分离,得到氯化钠和卤水F;

第七步,将卤水F导入钾盐池,在高原春夏季的温度环境下进行自然蒸发,首先析出钾石盐,随着蒸发的进行,当开始析出锂矿时固液分离,得到钾石盐和卤水G;

第八步,将卤水G导入第二冻硝池,在高原冬季的温度环境下冷冻处理,析出芒硝,控制溶液中硫酸根离子的浓度为1g/L~7g/L时进行固液分离,得到芒硝和卤水H;

第九步,将卤水H与第一步得到的混合碱在太阳池中混合,混合比例按卤水H中Li和混合碱中碱的物质的量之比为1:0.5~1:3计量,升温反应后析出碳酸锂粗矿,当溶液中Li浓度降到0.5g/L-1.5g/L时,进行固液分离,得到碳酸锂粗矿和卤水I;

第十步,将卤水I导入降温池,自然蒸发析出硼砂,等溶液中B2O3浓度降低至2g/L进行固液分离,得到硼砂固体和卤水J。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述卤水A的组成为:B2O3为0.01~3g/

2-

L,Li为0.01~2g/L,K为0.1~30g/L,Na为10~120g/L,Mg为0.01~20g/L,SO4 为

2-

1~40g/L,CO3 为1~120g/L,Br为0.01~0.50g/L,Cl为20~300g/L。

3.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述卤水B的组成为:B2O3为0.01~3g/

2-

L,Li为0.01~2g/L,K为0.1~30g/L,Na为0.5~70g/L,Mg为10~120g/L,SO4 为

0.1~40g/L,Br为0.01~0.50g/L,Cl为20~300g/L。

4.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述第三步中陈化时间为1~20天。

5.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述第四步得到的卤水D中硫酸根离子与钠离子的摩尔比为0.1~1。

6.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述高原春夏季的温度环境下,卤水的温度为0℃~40℃。

7.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述高原冬季的温度环境下,卤水的温度为-30℃~0℃。

8.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述第九步太阳池中卤水的温度为40℃以上。

9.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述第十步的降温池的温度为自然环境的常温。

10.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述方法进一步包括第十一步,来自第十步的卤水J返回到第九步,并与卤水H混合得到混合卤水K,混合卤水K重复第九、十步,回收混合卤水K的锂和硼,当混合卤水K中溴或碘的浓度为0.2g/L以上时,进行分离溴或分离碘。

说明书 :

利用自然能从混合卤水中提取Mg、K、B、Li的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及盐湖卤水的开发利用工艺,尤其涉及一种利用自然能从混合卤水中提取Mg、K、B、Li的方法。

背景技术

[0002] 按卤水类型分,世界上盐湖大致可以分为碳酸盐型、硫酸盐型、氯化物型和硝酸盐型几个大类。
[0003] 富硼锂碳酸盐型盐湖是资源价值较高的一种。地处青藏高原的西藏地区是世界上碳酸盐型富硼锂盐湖集中发育的地区之一,扎布耶、结则茶卡是其中的典型代表,赋存锂、钾、硼资源。
[0004] 现有的碳酸盐型富硼锂盐湖,以西藏结则茶卡盐湖为例,其卤水自然蒸发(室内)结晶路线是:石盐,钾石盐,钾石盐+碳酸锂,钾石盐+碳酸锂+钾芒硝,碳酸锂+钾芒硝+硼砂,按此结晶路线,在钾盐阶段,析出的固相有钾石盐,碳酸锂,钾芒硝、硼砂等,而最具经济价值的碳酸锂,在钾盐析出阶段即分散、多跨度析出,没有明显的富集段;硼则由于最终碱度不够,也不能快速地以硼砂形式析出,因此,以此自然结晶路线,钾、锂、硼产品化加工,均存在较大的技术经济问题。
[0005] 具体来说,(1)析出的钾盐,以钾石盐、钾芒硝、硫酸钾等钾混盐的形式存在,在湖区加工困难,即使以现有成熟技术加工,运距遥远,经济效益较差。(2)锂盐以碳酸锂形式析出,但过于分散,必须现场再富集,用浮选,处理量大,品位提高到60%以上有一定难度,仍需运出加工。(3)对于硼元素来说,其析出矿种尚不明确,加工方式难以确定,但按矿区运距,即使析出的硼矿B2O3含量在20%以上,亦需再次富集,且加工困难。
[0006] 此外,高原盐湖地区环境恶劣,例如扎布耶、结则茶卡两湖海拔均在4500m左右,所处环境气候恶劣,生态环境极其脆弱,不宜人居,社会经济发展水平极低,工业、能源、交通基本处于空白状态;产品远离市场,同样的产品,如KCl,在格尔木地区利润丰厚,每吨纯利润在1000元以上,而在西藏地区,即使不考虑恶劣条件下价格成本的增加,加上运输成本后即无利可图甚至亏本,因此,以现有方法来开发这些盐湖,将困难重重。
[0007] 本发明将长期以来人们所认为的高原盐湖地区的恶劣气候环境作为有利的自然条件加以利用,即利用海拔高,日照强,风速大,蒸发强烈,昼夜温差和年温差大,冬季寒冷干燥,夏季炎热有雨等自然条件;同时,通过将碳酸盐型盐湖卤水与其附近的硫酸盐型盐湖卤水进行混合开发,从而实现卤水中有益元素的高效富集分离。

发明内容

[0008] 为此,本发明一种利用自然能从混合卤水中提取Mg、K、B、Li的方法。
[0009] 一种利用自然能从混合卤水中提取Mg、K、B、Li的方法,其包括步骤:
[0010] 第一步,碳酸盐型盐湖卤水依次经过蒸发、冷冻、蒸发处理,当卤水中Li含量小于或等于2.5g/L时,或者卤水中析出的固体矿中碳酸锂含量小于或等于0.5%时,该阶段的卤水称作卤水A;
[0011] 第二步,硫酸盐型盐湖卤水依次经过蒸发、冷冻、蒸发处理,当卤水中Mg含量大于或等于10g/L时,该阶段的卤水称作卤水B;
[0012] 第三步,将卤水A与卤水B在-10℃~40℃时混合,混合比例按照卤水B中的镁离子或钙离子与卤水A中碳酸根离子的摩尔比为1:1~2:1计量,充分混合反应、陈化后,固液分离得到镁的碳酸盐和卤水C;
[0013] 第四步,将卤水C在高原春夏季的温度环境下进行自然蒸发,析出氯化钠和少量残余的含镁碳酸盐,当卤水C中硫酸根为5g/L~40g/L时进行固液分离,得到氯化钠和卤水D;
[0014] 第五步,将卤水D导入第一冻硝池中,在高原冬季的温度环境下冷冻处理,析出芒硝,控制溶液中硫酸根离子的浓度为1g/L~7g/L时进行固液分离,得到芒硝和卤水E;
[0015] 第六步,将卤水E导入钠盐池,在高原春夏季的温度环境下蒸发析出氯化钠,当开始析出钾盐时进行固液分离,得到氯化钠和卤水F;
[0016] 第七步,将卤水F导入钾盐池,在高原春夏季的温度环境下进行自然蒸发,首先析出钾石盐,随着蒸发的进行,当开始析出锂矿时固液分离,得到钾石盐和卤水G;
[0017] 第八步,将卤水G导入第二冻硝池,在高原冬季的温度环境下冷冻处理,析出芒硝,控制溶液中硫酸根离子的浓度为1g/L~7g/L时进行固液分离,得到芒硝和卤水H;
[0018] 第九步,将卤水H与第一步得到的混合碱在太阳池中混合,混合比例按卤水H中Li和混合碱中碱的物质的量之比为1:0.5~1:3计量,升温反应后析出碳酸锂粗矿,当溶液中Li浓度降到0.5-1.5g/L时,进行固液分离,得到碳酸锂粗矿和卤水I;
[0019] 第十步,将卤水I导入降温池,自然蒸发析出硼砂,等溶液中B2O3浓度降低至2g/L进行固液分离,得到硼砂固体和卤水J。
[0020] 与现有技术相比,本发明具有以下优点:
[0021] 首先,本发明属于环保工艺,整个工艺流程中,没有额外引入任何化学物质,完全利用高原盐湖地区自然的温度条件,根据相分离原理,将卤水中的镁、钠、钾、硼、锂等有益元素进行高品位富集分离。此工艺开发盐湖的结果是:开发后的盐湖中只是有益元素被提取出来,盐湖地区的环境条件不变。
[0022] 其次,将碳酸盐型盐湖卤水和硫酸盐型盐湖卤水进行混合利用,将两种卤水蒸发到不同阶段,并根据两种卤水的组成特点,控制该二者的混合比例,经过充分陈化后,混合卤水中大量镁以碳酸盐的形式析出,同时,卤水中镁的大量减少对后续其他有益元素的富集具有关键的作用。
[0023] 再次,将除去镁、碳酸根之后的卤水C依次进行春夏季自然蒸发、第一次冻硝、春夏季蒸发析出氯化钠、春夏季蒸发析出钾石盐、第二次冻硝,经过这一系列工艺处理,得到富硼锂卤水;利用本发明工艺过程产物混合碱和该富硼锂卤水混合反应,从而得到碳酸锂矿及富硼卤水,富硼卤水倒入降温池自然蒸发便可得到硼砂矿。
[0024] 最后,将提取镁、钾、锂、硼之后的卤水返回到第九步,重复第九、十步的工艺过程,回收混合卤水中的锂和硼,当混合卤水中溴或碘的浓度为0.2g/L以上时,进行分离溴或分离碘。此循环工艺方法,使得混合卤水中的有益元素基本彻底被提取出来,同时,混合卤水得到了彻底的清洁。
[0025] 另外,需要说明,本发明实现了节能,除了必要的导卤、运输、生活所需能源外,本工艺所利用的能源主要是自然能,例如冬季的冷能,春夏季节的太阳能,还有风能,以及雨水等天然资源。本发明的工艺既可以应用在完全没有建设化工生产装备的条件地区实现清洁环保、低能耗生产,也可以应用在外部条件较好的盐湖地区实现清洁生产。

具体实施方式

[0026] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,对本发明进行详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0027] 本发明提供一种碳酸盐型盐湖卤水与硫酸盐型盐湖卤水混合提取Li、B、K、Mg等有益元素的方法,本方法旨在利用高原盐湖地区的自然条件,例如日照时间长,年温差和昼夜温差大,干旱少雨,风大等,通过对盐湖卤水进行彻底的清洁的同时实现其中有益元素的富集分离。
[0028] 本方法具体分步骤描述如下:
[0029] 第一步,碳酸盐型盐湖卤水依次经过蒸发、冷冻、蒸发处理,当卤水中Li含量小于或等于2.5g/L时,或者卤水中析出的固体矿中碳酸锂含量小于或等于0.5%时,该阶段的卤水称作卤水A。
[0030] 具体为:将碳酸盐型盐湖原始卤水在春夏季节进行自然蒸发,析出石盐,控制溶液中硫酸根离子的浓度在5g/L~40g/L,进行固液分离;然后,将固液分离后的卤水在高原冬季的温度环境下进行冷冻处理,析出包含芒硝、水碱、少量硼砂的混合碱,控制溶液中硫酸根的浓度为1g/L~7g/L或碳酸根离子的浓度为15g/L~50g/L时固液分离;然后将析出混合碱后的卤水在春夏季节进行自然蒸发,当溶液中锂含量小于或等于2.5g/L时,或者卤水中析出的固体矿中碳酸锂含量小于或等于0.5%时(即卤水中Li开始以碳酸锂形式大量析出前),处理到该阶段的碳酸盐型卤水称作卤水A。另外,收集冬季冷冻得到的混合碱,以备后续过程所用。
[0031] 第二步,硫酸盐型盐湖卤水依次经过蒸发、冷冻、蒸发处理,当卤水中Mg含量大于或等于10g/L,该阶段的卤水称作卤水B。
[0032] 具体为:将硫酸盐型盐湖原始卤水在春夏季节进行自然蒸发至氯化钠饱和状态,控制溶液中硫酸根离子的浓度在25g/L~70g/L,进行固液分离;然后,将固液分离后的卤水在高原冬季的温度环境下进行冷冻处理,析出芒硝,控制溶液中硫酸根的浓度为1g/L~7g/L时固液分离;然后将析出芒硝后的卤水在春夏季节进行蒸发,控制溶液中镁的含量,当溶液中镁含量大于或等于10g/L时,处理到该阶段的卤水称作卤水B。
[0033] 第三步:将卤水A与卤水B在-10℃~40℃时混合,混合比例按照卤水B中的镁离子或钙离子与卤水A中碳酸根离子的摩尔比为1:1~2:1计量,充分混合反应后,陈化约1~20天,固液分离得到镁的碳酸盐和卤水C。
[0034] 上述卤水A的组成如表一所述:
[0035] 表一
[0036]
[0037] 上述卤水B的组成如表二所述:
[0038] 表二
[0039]元素 B2O3 Li K Na Mg SO4 Br Cl
含量(g/L) 0.01~3 0.01~2 0.1~30 0.5~70 10~120 0.1~40 0.01~0.50 20~300[0040] 碳酸盐型盐湖附近若存在硫酸盐型盐湖,可将二者按比例混合、并从其中富集分离有益于工业生产的原料。
[0041] 由于碳酸盐型盐湖原始卤水与硫酸盐型盐湖原始卤水混合后反应生成镁的碳酸盐,可利用本步骤来制备高纯度的镁的碳酸盐。具体为:将碳酸盐型盐湖原始卤水与硫酸盐型盐湖原始卤水混合之前先分别进行过滤,去除卤水中的不溶物,然后混合反应生成镁的碳酸盐;将生成的镁的碳酸盐置于洁净容器中,并在较高温度下陈化为不含硼的晶体。
[0042] 本步骤旨在去除混合卤水中的碳酸根离子和镁离子,并考虑到后续各有益元素富集、析出的路线,因此,将碳酸盐型盐湖原始卤水和硫酸盐型盐湖原始卤水分别通过上述一系列处理,从而分别得到卤水A和卤水B,然后将卤水A和卤水B按照一定比例混合。混合比例为:按照卤水B中镁离子或钙离子和卤水A中碳酸根离子摩尔比为1:1~2:1计量,充分反应后,大量碳酸根离子和镁离子会以镁的碳酸盐形式析出,此两种离子的大量减少,有利于卤水中其他有益元素的富集。混合反应后陈化1~20天进行固液分离,固液分离后得到卤水C。
[0043] 第四步,将卤水C在高原春夏季的温度环境下,卤水温度为0℃~40℃时进行自然蒸发,析出氯化钠和少量残余的含镁碳酸盐,当卤水C中硫酸根为5g/L~40g/L时进行固液分离,得到氯化钠和卤水D。
[0044] 具体为:将卤水C倒入预晒池中,进行自然蒸发,所谓自然蒸发,是指此蒸发过程基本不受温度条件影响,温度的高低仅影响蒸发时间的长短,不影响蒸发结果。本实施例中,通过控制卤水C向预晒池中的进水量,调节卤水C中硫酸根离子和钠离子的含量,当钠离子处于氯化钠饱和状态,且溶液中硫酸根为5g/L~40g/L时进行固液分离,固相为氯化钠和少量镁的碳酸盐,液相为卤水D,卤水D中硫酸根离子与钠离子的摩尔比为0.1~1,该卤水D在后续冬季冻硝时,析出芒硝的效果较好。
[0045] 第五步,将卤水D导入第一冻硝池冻硝池中,在高原冬季的温度环境下,卤水的温度为-30℃~0℃时进行冷冻处理,析出芒硝,控制溶液中硫酸根离子的浓度为1g/L~7g/L时进行固液分离,得到芒硝和卤水E。
[0046] 所述冷冻处理析出芒硝后,固液分离得到的卤水E相对于卤水D中硫酸根离子的含量减少70%以上。
[0047] 上述步骤的处理使卤水中硫酸根离子得到富集,该卤水通常放置在-30℃~0℃温度范围内进行冷冻可析出芒硝,而高原盐湖地区冬季的温度环境下,卤水的温度满足此条件,因此,本技术方案利用高原地区天然的冬季温度条件,就地进行工艺实施,这样既环保又可降低生产成本。
[0048] 测定第一冻硝池冻硝池卤水中硫酸根离子的含量,当卤水中硫酸根离子浓度在1g/L~7g/L范围内时,芒硝析出的过程可以结束。另外,检测析出的固相组成,该冻硝过程中,除有少量氯化钠析出外,卤水中其他有益元素(例如钾、硼、锂等)未析出,这样得到的芒硝与氯化钠的混合物,二者很容易分离,用于工业之用。
[0049] 由于要利用冬季温度条件进行冷冻析出芒硝,因此第一步至四步工艺需在冬季到来之前完成,且最好使卤水中硫酸根离子与钠离子的摩尔比达到0.1~1(即,硫酸根的浓度5g/L~40g/L)。
[0050] 针对冷冻析出芒硝,以下给出不同温度下冷冻析出芒硝的实施例。
[0051] 取卤水A和卤水B,按照卤水B中镁(或钙)离子和卤水A中的碳酸根离子的物质的量比为1:1~2:1计混合,陈化3天后固液分离,液相继续蒸发到氯化钠饱和时卤水组成+ + 2+ + - - 2-为Na 7.38%、K 2.43%、Mg 0.57%、Li 0.14%、(CO3+HCO3)0.10%、Cl 13.00%、SO4 + + 2+
3.45%、B2O3 0.68%,在-20℃冷冻后卤水组成为Na 6.89%、K 2.98%、Mg 0.10%、+ - - 2-
Li 0.18%、CO3+HCO3)0.07%、Cl 14.19%、SO4 0.12%、B2O3 0.36%,可去除95.49%
2- + + 2+ +
SO4 ;此卤水在-9℃冷冻后,卤水组成为Na 7.11%、K 2.73%、Mg 0.17%、Li 0.17%、- - 2- 2-
CO3+HCO3)0.11%、Cl 14.19%、SO4 0.44%、B2O3 0.37%,冷冻可去除90.32%SO4 。
[0052] 第六步,将卤水E导入钠盐池,在高原春夏季的温度环境下,卤水的温度为0℃~40℃时蒸发析出氯化钠,当开始析出钾盐时进行固液分离,得到氯化钠和卤水F。
[0053] 将析出芒硝后的卤水E通常在0℃~40℃的温度环境下自然蒸发便可析出氯化钠,高原盐湖地区的春夏季节温度(高原盐湖地区,春夏季节气温一般在0℃~25℃左右,但卤水温度会高些,通常在0℃~40℃满足这一条件,本实施例中,无需其他温控装置,利用高原地区天然的春夏季温度条件,就地进行工艺实施。
[0054] 具体为:当冬季结束时,将析出芒硝后的卤水E导入钠盐池中,当季节转入春夏阶段,利用春夏阶段的温度条件,使卤水E充分蒸发析出氯化钠。检测析出固相的组成,当钾盐开始析出时,进行固液分离,将析出氯化钠的卤水F导入下一步骤。
[0055] 第七步,将卤水F导入钾盐池,在高原春夏季的温度环境下,卤水温度为0℃~40℃时进行自然蒸发,首先析出钾石盐,随着蒸发的进行,当开始析出锂矿时固液分离,得到钾石盐和卤水G。
[0056] 针对此步骤制备钾石盐,给出以下实施例:
[0057] 将冻硝后的卤水(即卤水E)继续蒸发至钾石盐阶段时的卤水(即卤水F)组成+ + 2+ + 2- - -为Na 7.16%、K 3.73%、Mg 0.08%、Li 0.29%、(CO3 +HCO3)0.17%、Cl 15.15%、
2-
SO4 0.71%、B2O3 0.59%,蒸发过程中析出钾石盐和石盐的混盐,至光卤石析出阶段固液+ + 2+ +
分离,分离后得到卤水(即卤水G)组成为Na 4.44%、K 4.82%、Mg 0.06%、Li 0.38%、
2- - - 2-
(CO3 +HCO3)0.07%、Cl 12.15%、SO4 0.92%、B2O3 0.77%,所得到的上述钾石盐和石盐的混盐中氯化钾含量为13.25%,后续就地利用该混盐提取工业氯化钾。
[0058] 第八步,将卤水G导入第二冻硝池,在高原冬季的温度环境下,卤水的温度为-30℃~0℃时进行冷冻处理,析出芒硝,控制溶液中硫酸根离子的浓度为1g/L~7g/L时进行固液分离,得到芒硝和卤水H。
[0059] 本步骤的冷冻析出芒硝的工艺条件与第五步相同。
[0060] 第九步,将卤水H与第一步得到的混合碱在太阳池中混合,混合比例按卤水H中Li和混合碱中碱的物质的量之比为1:0.5~1:3计量,升温反应后析出碳酸锂粗矿,当溶液中Li浓度降到0.5-1.5g/L时,进行固液分离,得到碳酸锂粗矿和卤水I。
[0061] 针对本步骤给出以下实施实例:
[0062] 二次冻硝后的卤水(即卤水H)组成为Na+ 3.94%、K+ 4.89%、Mg2+ 0.10%、Li+2- - - 2-
0.42%、(CO3 +HCO3)0.13%、Cl 12.27%、SO4 0.21%、B2O3 0.81%,和第一步制备露水A时冷冻析出的水碱按卤水H中Li和混合碱中碱的物质的量之比为1:0.5~1:3计量,升温+ + 2+
反应后固液分离,得到粗碳酸锂矿和卤水I。卤水I的组成为Na 6.92%、K 4.06%、Mg + 2- - - 2-
0.05%、Li 0.10%、(CO3 +HCO3)0.68%、Cl 12.33%、SO4 2.19%、B2O3 0.68%。固相+ + 2+ + - - 2-
组成为Na 8.56%、K 1.90%、Mg 0.16%、Li 10.24%、CO3 44.60%、Cl 3.27%、SO4
10.60%、B2O3 8.28%,锂次收率为60.91%。
[0063] 第十步,将卤水I导入降温池,自然蒸发析出硼砂,等溶液中B2O3浓度降低至2g/L进行固液分离,得到硼砂固体和卤水J。
[0064] 针对本步骤给出以下实施实例:
[0065] 析出碳酸锂的卤水I组成为:Na+ 6.92%、K+ 4.06%、Mg2+ 0.05%、Li+ 0.10%、2- - - 2-
(CO3 +HCO3)0.68%、Cl 12.33%、SO4 2.19%、B2O3 0.68%。卤水I导入降温池,在自然温度环境下进行蒸发降温,得到硼砂粗矿,待卤水中中B2O3浓度降低至2g/L进行固液分离,得到硼砂固体和卤水J。固体经分析为硼砂、氯化钠、碳酸钠,固体矿中B2O3含量21.03%。
[0066] 卤水I与第一步得到的混合碱在40℃以上的升温池中按比例混合反应,根据实际情况,充分反应大概1~15天,析出碳酸锂粗矿,待溶液中Li浓度降到0.5~1.5g/L时,进行固液分离,得到碳酸锂粗矿和卤水J。
[0067] 升温池即简单的太阳池,在卤水表面铺上一层淡水即可,对温度的要求不高,夏季很容易达到40℃以上。析出的碳酸锂的含量在56%以上,锂的收率在50%以上。
[0068] 第十一步,将析出硼砂后的卤水J返回到第八步此处是第八步,卤水在析出碳酸锂和硼砂的过程中,卤水中的硫酸根会被富集,需要冻出,并于卤水H混合得到混合卤水K,混合卤水K重复第八、九、十步,回收混合卤水K的锂和硼,当混合卤水K中溴或碘的浓度为0.2g/L以上时,进行分离溴或分离碘。
[0069] 按照此循环的方法,循环3~10次后,卤水中的镁、钾、硼、锂等主要元素基本会提取完。
[0070] 经过上述一系列步骤的实施,碳酸盐型盐湖卤水和硫酸盐型盐湖卤水中的镁、钾、硼、锂主要元素以其盐矿的形式被一一析出,从而可分别加以工业应用,同时,盐湖卤水得到了较为彻底的清洁。
[0071] 本发明与现有技术相比,具有以下优点:
[0072] 首先,本发明属于环保工艺,整个工艺流程中,没有额外引入任何化学物质,完全利用高原盐湖地区自然的温度条件,根据相分离原理,将卤水中的镁、钠、钾、硼、锂等有益元素进行高品位富集分离。此工艺开发盐湖的结果是:开发后的盐湖中只是有益元素被提取出来,盐湖地区的环境条件不变。
[0073] 其次,将碳酸盐型盐湖卤水和硫酸盐型盐湖卤水进行混合利用,将两种卤水蒸发