本發明屬于鹽湖鹵水中鎂鋰分離
技術領域：
，具體來說，涉及一種高效分離含鎂、鋰溶液中鎂鋰的方法。
背景技術：
：鋰在現代工業中顯得越來越重要，被譽為“21世紀的新能源金屬”。奧巴馬上臺伊始就將鋰定位于與石油同等重要的美國國家戰略物資。隨著新能源產業的快速發展，鋰的市場需求急劇擴大，鋰資源的開采顯得更加重要。在自然界，鋰資源主要存在于鹵水尤其是鹽湖鹵水中，其儲量占全部鋰資源儲量的80％以上。目前全球85％以上的鋰產品來自鹽湖鹵水，且大都由智利SQM、德國Chemtall和美國FMC三家公司壟斷生產，這依賴于其擁有低鎂鋰比(≤6:1)的優質鹽湖鹵水。我國鹽湖鋰資源非常豐富，查明儲量達600萬噸以上，但絕大部分鹽湖鹵水中的鎂鋰比都在40:1以上，最高達到1837:1，遠高于工業開采標準(鎂鋰比≤6:1)。由于鹽湖鹵水中鎂和鋰的化學性質非常相似，鎂鋰分離非常困難，生產成本居高不下，嚴重制約我國鹽湖資源的開發利用，如何經濟高效實現鹽湖鹵水中的鎂鋰分離成為一個世界性難題。研究者們采用沉淀法、離子交換法、溶劑萃取法、碳化法等來提取鹵水中的鋰資源，但這些方法大多過程復雜，試劑消耗量大，對設備腐蝕嚴重，生產成本高，難以大規模工業生產。基于上述情況，本發明提出一種新的思路，采用一種新型的有機沉淀劑來沉淀鹵水中的Mg2+，再通過酸溶-離子交換的手段實現有機沉淀劑的再生。如此而來，不僅實現了鹵水中鎂鋰的高效分離，而且克服了傳統的沉淀法鎂鋰分離不徹底、試劑消耗量大，成本高的缺點。技術實現要素：本發明的目的在于，提出一種高效分離含鎂、鋰溶液中鎂鋰的方法，實現鹽湖鹵水尤其是高鎂鋰比鹽湖鹵水中鎂鋰的高效分離。本方法流程短，操作簡單，藥劑循環使用，生產成本低，易于工業化應用。一種分離含鎂、鋰溶液中鎂鋰的方法，將植酸鹽加入到含鎂、鋰溶液中沉淀鎂離子，用以分離鎂鋰；所述的含鎂、鋰溶液為任意含有Li+和Mg2+的溶液，包括：任意鹽湖中的原始鹵水或者其蒸發濃縮后的鹵水，或者其提鉀后的老鹵中的一種或幾種的混合。所述的可溶性植酸鹽為植酸鋰、植酸鈉、植酸鉀、植酸銨中的一種或幾種的混合物。可溶性植酸鹽按鎂離子:植酸根摩爾比＝(1～5):1的比例添加。所述的分離含鎂、鋰溶液中鎂鋰的方法，將含鎂、鋰溶液的pH值調整到5～8再加入植酸鹽。所述的分離含鎂、鋰溶液中鎂鋰的方法，植酸鹽溶液加入到含鎂、鋰溶液中，在室溫下攪拌反應30～120min。所述的分離含鎂、鋰溶液中鎂鋰的方法，沉淀鎂離子過濾后的濾液經濃縮后用Na2CO3沉淀制備碳酸鋰。所述的分離含鎂、鋰溶液中鎂鋰的方法，沉淀鎂離子所得的濾渣用稀鹽酸溶解，將溶解后的溶液流過弱堿性陰離子交換樹脂以吸附其中的植酸根離子。所述的分離含鎂、鋰溶液中鎂鋰的方法，用稀鹽酸溶解濾渣控制反應終點pH為1～3；將溶解后的溶液在室溫下以1～12cm/min的線速度流過弱堿性陰離子交換樹脂以吸附其中的植酸根離子；所述的弱堿性陰離子交換樹脂為大孔型弱堿性陰離子交換樹脂。所述的分離含鎂、鋰溶液中鎂鋰的方法，用NaOH溶液解吸再生負載樹脂，所得含可溶性植酸鹽的解吸液用鹽酸調整pH值后返回用于沉淀Mg2+。所述的分離含鎂、鋰溶液中鎂鋰的方法，用水將離子交換柱淋洗干凈后，用0.1～0.5mol/L的NaOH溶液解吸再生負載樹脂，所得含可溶性植酸鹽的解吸液用鹽酸調整pH值5～7后返回用于沉淀Mg2+。本發明具有如下優點：1、有機沉淀劑對鎂有非常好的選擇性，能與鎂形成溶解度非常低的絡合物沉淀，鎂鋰分離非常徹底；2、此方法既能處理不同鎂鋰比的鹵水，也可以處理不同類型的鹵水如原始鹵水和濃縮后的老鹵等，尤其適用于深度除鎂；3、此方法能實現有機沉淀劑的再生，試劑消耗量少，生產成本低，操作方便，易于規模化生產。具體實施方式為了更詳細地解釋本發明，列舉以下實施例進行說明，但本發明不局限于這些實施例。實施例1采用國內西部某鹽湖的原始鹵水進行實驗，鹽湖鹵水的主要成分及含量如下表所示：成分濃度(mg/L)Li+280Na+2350Mg2+15600K+1050Ca2+120將1LpH為6.8的原始鹵水加入到攪拌反應器中，再加入200ml500g/L的植酸鈉溶液，在室溫下攪拌反應60min；固液分離后，濾液中Mg2+的濃度為20mg/L，Li+濃度為233mg/L，Mg2+和Li+的沉淀率分別為99.8％和0.1％；將濾渣用10g/L的鹽酸溶解，用去離子水稀釋到pH為3，在室溫下將稀釋液以1cm/min的線速度流過D301樹脂，用去離子水將負載樹脂清洗干凈，再用0.5mol/L的NaOH溶液對負載樹脂進行解吸，所得解吸液用50g/L的鹽酸調整pH為7后，返回用于下一批次鹵水中鎂的沉淀。實施例2采用低鎂鋰比鹽湖鹵水進行實驗，鹽湖鹵水的主要成分及含量如下表所示：成分濃度(mg/L)Li+200Na+2580Mg2+1260K+780將1LpH為7.82的原始鹵水加入到攪拌反應器中，再加入20ml500g/L的植酸鉀溶液，在室溫下攪拌反應120min；固液分離后，濾液中Mg2+的濃度為18mg/L，Li+濃度為195mg/L，Mg2+和Li+的沉淀率分別為98.5％和0.55％；將濾渣用10g/L的鹽酸溶解，用去離子水稀釋到pH為2，在室溫下將稀釋液以12cm/min的線速度流過D301樹脂，用去離子水將負載樹脂清洗干凈，再用0.1mol/L的NaOH溶液對負載樹脂進行解吸，所得解吸液用50g/L的鹽酸調整pH為7后，返回用于下一批次鹵水中鎂的沉淀。實施例3采用國內青海東臺鹽湖的老鹵進行實驗，老鹵的主要成分及含量如下表所示：成分濃度(mg/L)Li+5670Na+2390Mg2+121126K+2339Ca2+236Cl-248534將1LpH為4.67的老鹵加入到攪拌反應器中，用NaOH溶液將其pH調節到6.8，再加入780g的植酸鈉顆粒，在室溫下攪拌反應120min；固液分離后，濾液中Mg2+的濃度為22mg/L，Li+濃度為5638mg/L，Mg2+和Li+的沉淀率分別為99.9％和0.56％；將濾渣用30g/L的鹽酸溶解，用去離子水稀釋到pH為1，在室溫下將稀釋液以5cm/min的線速度流過D314樹脂，用去離子水將負載樹脂清洗干凈，再用0.5mol/L的NaOH溶液對負載樹脂進行解吸，所得解吸液用100g/L的鹽酸調整pH為5后，返回用于下一批次鹵水中鎂的沉淀。實施例4采用西部某鹽湖的原始鹵水進行實驗，鹵水的主要成分及含量如下表所示：成分濃度(mg/L)Li+198Na+91214Mg2+16735K+8508Ca2+280Cl-191111將1LpH為7.67的原始鹵水加入到攪拌反應器中，再加入110g的植酸銨粉末，在室溫下攪拌反應120min；固液分離后，濾液中Mg2+的濃度為21mg/L，Li+濃度為195mg/L，Mg2+和Li+的沉淀率分別為99.8％和0.45％；將濾渣用20g/L的鹽酸溶解，用去離子水稀釋到pH為1，在室溫下將稀釋液以10cm/min的線速度流過D314樹脂，用去離子水將負載樹脂清洗干凈，再用0.3mol/L的NaOH溶液對負載樹脂進行解吸，所得解吸液用50g/L的鹽酸調整pH為5后，返回用于下一批次鹵水中鎂的沉淀。當前第1頁1 2 3