锂的提取方法研究概况

锂的提取方法研究概况【摘要】详细论述了国内外锂资源提取方法的研究现状，并对我国发展锂资源产业的方向提出了展望。【关键词】锂；提取；方法【基金项目】衡水学院院级重点课题（2010005）近年来，随着冶金、玻璃、陶瓷、橡胶、润滑脂、纺织工业的发展，锂的需求量也在不断增多[1]。另外，锂在高能电池、航空航天、核能发电等高新技术领域的应用也非常广泛。因此，开展锂的提取方法研究工作，不仅使锂资源的开发应用范围日益宽广，用量日趋增加，而且对于其它行业的发展也有非常重要的实际意义。1锂的提取方法锂资源主要存在于盐湖卤水、海水、地热水和矿石中，其中盐湖卤水资源丰富，锂含量较高，且生产成本低，是目前锂资源开发的主要方向。锂盐的提取方法主要有萃取法[2]、离子交换法[3]、盐析法[4]、沉淀法等方法。1.1萃取法萃取法是从20世纪60年代起发展起来的，是目前研究非常热门的提锂技术，具有非常好的工业应用前景。碱金属离子属于硬酸，它们能与硬碱形成稳定的配合物。根据这一性质，利用萃取法可以达到提锂的目的。朱慎林等[5]比较研究了磷酸酯类萃取剂对高镁锂比模拟卤水中Li+的萃取效果，发现磷酸三丁酯（TBP）对Li+的萃取能力非常强，而丁基磷酸二丁基酯（DBBP）和三辛基氧化膦（TOPO）的萃取能力则很弱。中国科学院青海盐湖研究所采用TBP为萃取剂对Li+进行了萃取研究[6]，LiCl的萃取率可达97.2%。盛怀禹等[8]研究了1-苯基偶氮-2-萘酚对Li+的萃取效果，采用邻二氯苯为稀释剂，季胺盐为离子缔合剂，能够有效的从混合碱金属盐溶液中萃取Li+。1.2离子交换法离子交换法具有选择性高、环境友好的优点，尤其适用于低浓度卤水和海水中锂的提取，但离子交换吸附剂的制备工序比较复杂。已研制的离子交换吸附剂主要有λ-MnO2、TiO2、复合锑酸及铝酸盐等。美国专利[7]介绍了用复合锑酸除去卤水中Na+的方法，首先用氢氧化锂调节溶液的pH值至11～12，然后用锑酸和多锑酸组成的复合酸进行离子交换。该方法可除去卤水中99%以上的钠离子，钠离子在LiCl中的含量可降至0.003%。沈祥木[10]采用二氧化锰离子交换吸附剂提取锂，提取率可达90%以上。该吸附剂对锂的吸附容量为1～2mg/g。用盐酸洗脱，洗脱率为90%，锂的总收率为84%。1.3盐析法盐析剂可以大幅降低物质的析出浓度，使被提取物结晶析出。用于提取LiCl的盐析剂主要有酸和碱[8]。美国专利[9]采用碱为盐析剂，除去LiCl溶液中少量的NaCl。此方法是在浓缩或冷冻的过程中加入适量的碱，如NaOH、LiOH、Ca（OH）2等。也可以加入易溶且难挥发的胺类，如四亚乙基五胺等。经浓缩、冷冻，分离出NaCl晶体。该方法可使LiCl中的NaCl含量降至0.25%。1.4沉淀法沉淀法是研究最早的提锂方法，并已在工业上应用。该方法先将卤水蒸发浓缩，除杂，然后以碳酸盐或铝酸盐为沉淀剂，使锂沉淀析出。MNSAL公司采用碳酸盐沉淀法从智利Atacama盐湖提取锂。首先将卤水自然蒸发以除去NaCl和KCl，并使母液中的LiCl达到饱和。然后用煤油萃取法除硼。之后加入碳酸钠除去大部分的镁，再加入氢氧化钙除去剩余的镁。最后加入苏打沉淀出锂，得到纯度为99%的碳酸锂。采用铝酸盐沉淀法也可从溶液中提取锂。按铝锂重量比13～15，将氢氧化铝加入到提硼后的卤水中，形成锂铝沉淀率。沉淀物经焙烧后，用水浸取锂。然后用石灰乳和纯碱除去镁、钙等杂质，蒸发浓缩后，加入碳酸钠以碳酸锂的形式沉淀出锂，锂的收率87%，纯度可达98%以上。1.5其它方法除上述方法外，还有多种提锂方法的研究，如树脂吸附法、芒硝循环法[10]、电化学法、碳化法、液膜法[11]、转化法等方法。2发展锂资源产业的展望经过几十年的研究，锂的提取工艺得到不断地改进和完善，为锂资源产业的发展提供了坚实的技术支撑，给锂资源的开发及综合利用带来了新的发展机遇。今后提锂技术的发展，要借鉴以往的经验，针对不同的对象采取不同的提取方法，尊重科学，保护环境，降低成本，以利于锂资源产业的健康发展。【参考文献】[1]游清冶.锂在高新技术领域中的应用及进展[J].新疆有色金属.2003，26（52）：70-75.[2]张金才，王敏，戴静.卤水提锂的萃取体系概述[J].盐湖研究.2005，13（1）：42-48.[3]王继顺，高世扬，刘铸唐.HCl-MgCl2-H2O和LiCl-MgCl2-H2O体系在-10℃时的相平衡[J].应用化学.1992，9（4）：91-94.[4]V.C.Mehta.ProcessforRecoveryLithiumfromSaltBrines.US4723962，1988.[5]朱慎林，朴香兰，缑泽明.中性磷类萃取剂从卤水中萃取锂的研究[J].清华大学学报（自然科学版）.2000，40（10）：47-50.[6]盛怀禹，李蓓莉，陈耀焕，袁群，许庆仁，严金英，姚介兴，叶伟贞，龙海燕，戴浦兴.锂的新萃取体系研究[J].化学学报.1995，53（7）：689-694.[7]C.T.Frianeza–Kullberg，Barnette，W.Darrish.SodiumRemovalfromBrines.US4859343，1989.[8]乌志明，邓小川.盐析作用及其在盐卤分离中应用探讨[J].海盐湖与化工.2000，29（5）：11-14.[9]D.Jurgen，K.Klaus，S.Klaus.MethodofSeparatingNaClfromaLiClSolution.US60633