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国际锂矿开发的技术现状革新及展望(2)

来源:国际护理学杂志 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-06-16
作者:网站采编
关键词:
摘要:FMC法是阿根廷Hombre Muerto盐湖中所采用的方法。该方法经过温度和pH 值调节后,用氧化铝基吸附剂(可选择性吸附Li)将Li 含量浓缩到约1%,然后再在阳光下

FMC法是阿根廷Hombre Muerto盐湖中所采用的方法。该方法经过温度和pH 值调节后,用氧化铝基吸附剂(可选择性吸附Li)将Li 含量浓缩到约1%,然后再在阳光下进行蒸发,从而进一步浓缩Li 的含量。其后续的工艺(碳酸化)似乎与Atacama 法几乎相同。

Olaroz 法 是Orocobre 公 司 在 阿 根 廷Olaroz 盐湖所采用的方法。通过向卤水中加入CaO 去除Mg 后,在阳光下蒸发得到浓缩卤水( 含Li 约1%) 后加入纯碱,生成初级碳酸锂。然后加入CO2 进行再次溶解。反应式为Li2CO3+CO2+H2O →2LiHCO3。 此 后 将 残 余 的Mg、Ca、B 等杂质通过离子交换将其从过滤溶液中去除,然后加热结晶得到纯化的碳酸锂。上述三种方法从流程上可以予以比较和说明,见图1。

图1 传统卤水提锂方法比较[9]Fig .1 Comparison of traditional brine extraction methods

POSCO 法,由POSCO 公司研发,是一种新型磷酸盐沉淀-膜电解技术,旨在开发阿根廷盐湖中的锂。主要步骤为:①通过太阳能蒸发提高卤水中锂的浓度,再用碱性溶液(NaOH)进行中和除去杂质(Mg 和Ca)。②向不含杂质的锂溶液中加入Na3PO4,使低溶性磷酸锂沉淀析出。③加入过量磷酸将磷酸锂沉淀溶解,以形成酸性磷酸锂溶液。③在离子交换膜分离装置中通过电解法生产氢氧化锂。利用该技术可以生产出高纯氢氧化锂,但缺点是化学药剂(NaOH、磷酸和磷酸盐)的成本较高。

LiSX 法,利用有机溶剂和萃取剂从卤水中萃取锂,是Tenova Bateman 公司研发的一种提锂方法。该法将SX-EW 法中用于提炼铜的技术应用于锂的提取,并使用了选择性锂提取剂。步骤包括:①卤水LiP 预处理(如膜分离等物理处理),以去除杂质(Mg 和Ca)。②LiSX 柱(溶剂萃取工艺)处理(见图2)。与以往的溶剂萃取一样,经过萃取、洗涤、反萃取三个步骤制得高纯度的锂溶液。③商品化过程(碳酸化和羟基化)。

图2 新型LiSX 法的工艺流程Fig .2 Process f low of the new LiSX method

该溶剂萃取反应是在立式塔中进行的,而不是在传统的搅拌-沉淀器中进行。该技术的优点是不需要蒸发池(但需预处理去除杂质),从而缩短了生产时间(蒸发池法约需要18 个月,而LiSX法仅需要数小时)。另一方面,其缺点是有机溶剂的成本较高,以及盐湖所在的高原地区挥发性使有机溶剂难以处理。

Eramet 法,是一种吸附法,法国公司Eramet开发的主要针对阿根廷Centenario盐湖和Ratones盐湖的方法。步骤包括:①在太阳能蒸发过程中预处理,利用吸附剂选择性吸附和浓缩锂。吸附剂的种类和详细情况不详。锂离子吸附柱是一个装满珠状吸附剂的柱子,注入卤水时锂被吸附。②用水洗(或酸洗)对吸附柱进行锂的解吸附。③蒸发含有浓缩锂的处理液。之后的处理类似于Atacama法。这项技术预计将使蒸发池的面积减小。然而吸附剂成本较高。

目前在研的技术除沉淀回收、电解、溶剂萃取浓缩、选择性吸附外,还提出了分子识别技术MRT(Molecular Recognition Technology)以及针对原油和地热卤水的真空法(即通过真空蒸发代替蒸发池进行锂成分的浓缩)技术[9]。其中,后两项新技术都是为了减少或省去蒸发这一过程。美国的地热卤水提锂技术已积淀了十几年的成果,正准备商业化。2020 年3 月《自然》杂志报道莫纳什大学和CSIRO 等多家机构联合成功研制出一种超纳米级离子筛分膜Asy-MOFSNC,调整pH 值可选择通过K+/Mg2+在102 至104 之间。通道由6-μ 尺寸的窗口和8-11-μ 尺寸的空腔在骨架上镶嵌有机官能团3D 多孔UiO-66-(COOH)2,可作为仿生离子筛过滤器,将来可用于盐湖提锂技术[10]。

2 矿石提锂技术现状与创新

伟晶岩是目前锂矿物的主要来源,因晶粒较粗选矿回收相对容易而成为矿石锂的主力[1]。由于锂精矿在酸浸之前需要高温预处理而冶炼难度较大成本较高,多数位于边际盈利线上下。近年价格下行正推动企业创新以降低成本。

2.1 锂辉石技术流程优化

矿石主要有锂辉石(LiAlSi2O6)、锂云母和粘土矿物,前者结构简单易于选冶。通过颚式破碎机或圆锥破碎机将原矿破碎,再进行重选、浮选和磁选,再过滤、洗选和烘干等工序生产出精矿。通常情况下,原矿(锂辉石矿)的Li2O品位约为1%,精矿品位约为6%。精矿再被提炼成碳酸锂和氢氧化锂等各种化合物。目前各环节都在优化。

煅烧-硫酸浸出法是最常用的方法。除此之外,还有石灰煅烧法再通过加热溶液进行浸取可以直接生成LiOH·H2O。目前西澳氢氧化锂精炼厂计划建设的是先纯化硫酸锂溶液,然后通过加入NaOH来置换LiOH。另外,加拿大Nemaska Lithium 公司还直接将硫酸锂溶液直接进行膜电解以获得LiOH·H2O[12]。

文章来源:《国际护理学杂志》 网址: http://www.gjhlxzz.cn/qikandaodu/2021/0616/898.html



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