鋰的提取方法研究概況

樊 靜

（衡水學(xué)院 應(yīng)用化學(xué)系，河北 衡水 053000）

鋰的提取方法研究概況

樊 靜

（衡水學(xué)院 應(yīng)用化學(xué)系，河北 衡水 053000）

詳細論述了國內(nèi)外鋰資源提取方法的研究現(xiàn)狀，并對我國發(fā)展鋰資源產(chǎn)業(yè)的方向提出了展望。

鋰；提取；方法

近年來，隨著冶金、玻璃、陶瓷、橡膠、潤滑脂、紡織工業(yè)的發(fā)展，鋰的需求量也在不斷增多［1］。另外，鋰在高能電池、航空航天、核能發(fā)電等高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用也非常廣泛。因此，開展鋰的提取方法研究工作，不僅使鋰資源的開發(fā)應(yīng)用范圍日益寬廣，用量日趨增加，而且對于其它行業(yè)的發(fā)展也有非常重要的實際意義。

1 鋰的提取方法

鋰資源主要存在于鹽湖鹵水、海水、地?zé)崴偷V石中，其中鹽湖鹵水資源豐富，鋰含量較高，且生產(chǎn)成本低，是目前鋰資源開發(fā)的主要方向。鋰鹽的提取方法主要有萃取法［2］、離子交換法［3］、鹽析法［4］、沉淀法等方法。

1.1 萃取法

萃取法是從20世紀60年代起發(fā)展起來的，是目前研究非常熱門的提鋰技術(shù)，具有非常好的工業(yè)應(yīng)用前景。堿金屬離子屬于硬酸，它們能與硬堿形成穩(wěn)定的配合物。根據(jù)這一性質(zhì)，利用萃取法可以達到提鋰的目的。

朱慎林等［5］比較研究了磷酸酯類萃取劑對高鎂鋰比模擬鹵水中Li+的萃取效果，發(fā)現(xiàn)磷酸三丁酯（TBP）對Li+的萃取能力非常強，而丁基磷酸二丁基酯（DBBP）和三辛基氧化膦（TOPO）的萃取能力則很弱。中國科學(xué)院青海鹽湖研究所采用TBP為萃取劑對Li+進行了萃取研究［6］，LiCl的萃取率可達97.2%。盛懷禹等［8］研究了1-苯基偶氮-2-萘酚對Li+的萃取效果，采用鄰二氯苯為稀釋劑，季胺鹽為離子締合劑，能夠有效的從混合堿金屬鹽溶液中萃取Li+。

1.2 離子交換法

離子交換法具有選擇性高、環(huán)境友好的優(yōu)點，尤其適用于低濃度鹵水和海水中鋰的提取，但離子交換吸附劑的制備工序比較復(fù)雜。已研制的離子交換吸附劑主要有λ-MnO2、TiO2、復(fù)合銻酸及鋁酸鹽等。

美國專利［7］介紹了用復(fù)合銻酸除去鹵水中Na+的方法，首先用氫氧化鋰調(diào)節(jié)溶液的pH值至11～12，然后用銻酸和多銻酸組成的復(fù)合酸進行離子交換。該方法可除去鹵水中99%以上的鈉離子，鈉離子在LiCl中的含量可降至0.003%。

沈祥木［10］采用二氧化錳離子交換吸附劑提取鋰，提取率可達90%以上。該吸附劑對鋰的吸附容量為1～2mg/g。用鹽酸洗脫，洗脫率為90%，鋰的總收率為84%。

1.3 鹽析法

鹽析劑可以大幅降低物質(zhì)的析出濃度，使被提取物結(jié)晶析出。用于提取LiCl的鹽析劑主要有酸和堿［8］。

美國專利［9］采用堿為鹽析劑，除去LiCl溶液中少量的NaCl。此方法是在濃縮或冷凍的過程中加入適量的堿，如NaOH、LiOH、Ca（OH）2等。也可以加入易溶且難揮發(fā)的胺類，如四亞乙基五胺等。經(jīng)濃縮、冷凍，分離出NaCl晶體。該方法可使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鋰方法，并已在工業(yè)上應(yīng)用。該方法先將鹵水蒸發(fā)濃縮，除雜，然后以碳酸鹽或鋁酸鹽為沉淀劑，使鋰沉淀析出。

MNSAL公司采用碳酸鹽沉淀法從智利Atacama鹽湖提取鋰。首先將鹵水自然蒸發(fā)以除去NaCl和KCl，并使母液中的LiCl達到飽和。然后用煤油萃取法除硼。之后加入碳酸鈉除去大部分的鎂，再加入氫氧化鈣除去剩余的鎂。最后加入蘇打沉淀出鋰，得到純度為99%的碳酸鋰。

采用鋁酸鹽沉淀法也可從溶液中提取鋰。按鋁鋰重量比13～15，將氫氧化鋁加入到提硼后的鹵水中，形成鋰鋁沉淀率。沉淀物經(jīng)焙燒后，用水浸取鋰。然后用石灰乳和純堿除去鎂、鈣等雜質(zhì)，蒸發(fā)濃縮后，加入碳酸鈉以碳酸鋰的形式沉淀出鋰，鋰的收率87%，純度可達98%以上。

1.5 其它方法

除上述方法外，還有多種提鋰方法的研究，如樹脂吸附法、芒硝循環(huán)法［10］、電化學(xué)法、碳化法、液膜法［11］、轉(zhuǎn)化法等方法。

2 發(fā)展鋰資源產(chǎn)業(yè)的展望

經(jīng)過幾十年的研究，鋰的提取工藝得到不斷地改進和完善，為鋰資源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了堅實的技術(shù)支撐，給鋰資源的開發(fā)及綜合利用帶來了新的發(fā)展機遇。今后提鋰技術(shù)的發(fā)展，要借鑒以往的經(jīng)驗，針對不同的對象采取不同的提取方法，尊重科學(xué)，保護環(huán)境，降低成本，以利于鋰資源產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

［1］游清冶.鋰在高新技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用及進展［J］.新疆有色金屬.2003，26（52）：70-75.

［2］張金才，王敏，戴靜.鹵水提鋰的萃取體系概述［J］.鹽湖研究.2005，13（1）：42-48.

［3］王繼順，高世揚，劉鑄唐.HCl-MgCl2-H2O和LiCl-MgCl2-H2O體系在-10℃時的相平衡［J］.應(yīng)用化學(xué).1992，9（4）：91-94.

［4］V.C.Mehta.Process for Recovery Li thium f rom Sal t Brines.US4723962，1988.

［5］朱慎林，樸香蘭，緱澤明.中性磷類萃取劑從鹵水中萃取鋰的研究［J］.清華大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）.2000，40（10）：47-50.

［6］盛懷禹，李蓓莉，陳耀煥，袁群，許慶仁，嚴金英，姚介興，葉偉貞，龍海燕，戴浦興.鋰的新萃取體系研究［J］.化學(xué)學(xué)報.1995，53（7）：689-694.

［7］C.T.Fr ianeza-Ku l l berg，Barnet te，W.Dar r ish.Sodium Removal f rom Brines.US4859343，1989.

［8］烏志明，鄧小川.鹽析作用及其在鹽鹵分離中應(yīng)用探討［J］.海鹽湖與化工.2000，29（5）：11-14.

［9］D.Jurgen，K.Klaus，S.Klaus.Method of Separat ing NaCl f rom a LiCl Solution.US6063345，2000.

［10］李亞文，任普亮，韓蔚田.芒硝循環(huán)法富集高鎂苦鹵中鋰鹽的工藝方法［S］.CN1172072A，1996.

［11］王獻科，李莉芬，李玉萍.液膜法提?。ǜ患╀嚕跩］.新疆有色金屬.2002，25（1）：38-40.

衡水學(xué)院院級重點課題（2010005）

樊靜（1984—），女，河北衡水人，講師，碩士。