江蘇海普小課堂-鹽湖鹵水吸附提鋰工藝

鹽湖是一種綜合性的寶貴的自然資源,人類已從鹽湖中大量開采鹽類資源,綜合利用取得長(zhǎng)足進(jìn)步。

鹽湖鹵水中主要含有Li+、Na+、K+、Ca2+、Mg2+等陽離子和SO42-、Cl-、CO32-等陰離子，按化學(xué)成分鹽湖鹵水分為碳酸鹽型、硫酸鹽型和氯化物型。

鹽湖提鋰工藝和成本主要由鹽湖類型控制，鹵水中Mg2+、B3+等伴生離子通常會(huì)給Li+分離帶來麻煩。

中國(guó)鹽湖資源除西藏扎布耶鹽湖(中度碳酸鹽型鹽湖)外都具有高鎂鋰比，由于Mg和Li具有相似的化學(xué)性質(zhì)，導(dǎo)致高鎂鋰比鹽湖中鎂鋰用沉淀法分離效果差，使鹽湖鋰資源開發(fā)難度更高，研制出液相鋰吸附劑實(shí)現(xiàn)高效提鋰不僅經(jīng)濟(jì)意義巨大，而且具有重要的戰(zhàn)略意義。

吸附劑提鋰工藝是用天然或合成的化合物，制成可對(duì)鹵水中鋰離子進(jìn)行選擇性吸附，再用水或洗脫液將吸附劑中鋰離子洗脫，使鋰離子與雜質(zhì)和伴生離子分離的方法。吸附法適用于高鎂鋰比鹽湖，且提鋰工藝簡(jiǎn)單，提鋰過程中污染小。

目前，國(guó)內(nèi)外研究報(bào)道較多的大多為無機(jī)吸附劑，利用吸附劑特殊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在吸附鋰過程中將較大的堿金屬及堿土金屬離子阻隔在外，從而實(shí)現(xiàn)鎂鋰的高效篩分

但這些無機(jī)吸附劑多為粉末狀，其粒徑較小，機(jī)械強(qiáng)度、流動(dòng)性和滲透性較差，吸附劑損耗率也較高。

因此，吸附容量大、吸附速率快、使用壽命長(zhǎng)的高性能吸附劑是國(guó)內(nèi)吸附法提鋰亟待解決的關(guān)鍵問題。

為解決市面現(xiàn)有吸附劑容量低、機(jī)械強(qiáng)度差，使用溶損率大等問題，海普研發(fā)了一種新型提鋰吸附劑材料HPL700。

通過合成納米活性提鋰粒子，再通過特殊的造粒技術(shù)，確?；钚约{米粒子不團(tuán)聚、不失活，仍具有納米尺寸；同時(shí)，提鋰吸附劑具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度，從而，保證了提鋰吸附劑的提鋰活性、容量和穩(wěn)定性。

如圖所示，左圖為HPL700外觀電鏡照片，右圖為納米粒子進(jìn)一步放大的透鏡照片

可以看出，活性提鋰納米材料具有很好的納米尺寸和分散性，可保持納米活性和穩(wěn)定性，該吸附劑機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異、溶損率低，適用于各種鎂鋰比鹵水，并且提鋰收率高，綠色環(huán)保，無二次污染，運(yùn)行費(fèi)用低。

HPL700外觀（左）、高倍透射電鏡（右）

以特種鋰吸附劑DL760吸附為核心的碳suan鋰生產(chǎn)工藝，包括四個(gè)步序：提鋰、深度除鎂、濃縮、沉淀

其中di一步吸附提鋰是鹽湖提鋰的技術(shù)核心和關(guān)鍵，把鋰從高鎂鋰比的鹵水中分離提取后可通過沉淀的方法得到碳suan鋰產(chǎn)品，或采用雙極膜電滲析的工藝制備氫氧化鋰產(chǎn)品。

基于前期的小試、中試、百公斤級(jí)試生產(chǎn)，以及相關(guān)應(yīng)用工藝開發(fā)的基礎(chǔ)上，目前，已經(jīng)完成十噸級(jí)新型提鋰吸附劑的生產(chǎn)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，在青海某鹽湖現(xiàn)場(chǎng)建立了日處理100噸鹵水的提鋰試生產(chǎn)裝置，如圖

進(jìn)一步開展工業(yè)化應(yīng)用研究，模擬工業(yè)化應(yīng)用實(shí)況，優(yōu)化操作工藝條件，考察新型提鋰吸附劑的性能與穩(wěn)定性，為后續(xù)工業(yè)化放大做準(zhǔn)備

基于前期的小試、中試、百公斤級(jí)試生產(chǎn)，以及相關(guān)應(yīng)用工藝開發(fā)的基礎(chǔ)上，目前，已經(jīng)完成十噸級(jí)新型提鋰吸附劑的生產(chǎn)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，在青海某鹽湖現(xiàn)場(chǎng)建立了日處理100噸鹵水的提鋰試生產(chǎn)裝置，如圖

進(jìn)一步開展工業(yè)化應(yīng)用研究，模擬工業(yè)化應(yīng)用實(shí)況，優(yōu)化操作工藝條件，考察新型提鋰吸附劑的性能與穩(wěn)定性，為后續(xù)工業(yè)化放大做準(zhǔn)備

下表為經(jīng)過6個(gè)月連續(xù)運(yùn)行，所有技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到要求，適用于鋰含量50-2500mg/L，鎂含量zui高為飽和狀態(tài)的各種鹵水提鋰，高效實(shí)現(xiàn)鋰鎂分離