盐湖提锂——卤水吸附提锂工艺

盐湖是一种综合性的宝贵的自然资源,人类已从盐湖中大量开采盐类资源,综合利用取得长足进步。

盐湖卤水中主要含有Li+、Na+、K+、Ca2+、Mg2+等阳离子和SO42-、Cl-、CO32-等阴离子，按化学成分盐湖卤水分为碳酸盐型、硫酸盐型和氯化物型。

盐湖提锂工艺和成本主要由盐湖类型控制，卤水中Mg2+、B3+等伴生离子通常会给Li+分离带来麻烦。

中国盐湖资源除西藏扎布耶盐湖(中度碳酸盐型盐湖)外都具有高镁锂比，由于Mg和Li具有相似的化学性质，导致高镁锂比盐湖中镁锂用沉淀法分离效果差，使盐湖锂资源开发难度更高，研制出液相锂吸附剂实现高效提锂不仅经济意义巨大，而且具有重要的战略意义。

吸附剂提锂工艺是用天然或合成的化合物，制成可对卤水中锂离子进行选择性吸附，再用水或洗脱液将吸附剂中锂离子洗脱，使锂离子与杂质和伴生离子分离的方法。吸附法适用于高镁锂比盐湖，且提锂工艺简单，提锂过程中污染小。

目前，国内外研究报道较多的大多为无机吸附剂，利用吸附剂特殊的内部结构，在吸附锂过程中将较大的碱金属及碱土金属离子阻隔在外，从而实现镁锂的高效筛分

但这些无机吸附剂多为粉末状，其粒径较小，机械强度、流动性和渗透性较差，吸附剂损耗率也较高。

因此，吸附容量大、吸附速率快、使用寿命长的高性能吸附剂是国内吸附法提锂亟待解决的关键问题。

为解决市面现有吸附剂容量低、机械强度差，使用溶损率大等问题，海普研发了一种新型提锂吸附剂材料HPL700。

通过合成纳米活性提锂粒子，再通过特殊的造粒技术，确保活性纳米粒子不团聚、不失活，仍具有纳米尺寸；同时，提锂吸附剂具有优良的机械强度，从而，保证了提锂吸附剂的提锂活性、容量和稳定性。

如图所示，左图为HPL700外观电镜照片，右图为纳米粒子进一步放大的透镜照片

可以看出，活性提锂纳米材料具有很好的纳米尺寸和分散性，可保持纳米活性和稳定性，该吸附剂机械强度优异、溶损率低，适用于各种镁锂比卤水，并且提锂收率高，绿色环保，无二次污染，运行费用低。

HPL700外观（左）、高倍透射电镜（右）

以特种锂吸附剂HPL700吸附为核心的碳酸锂生产工艺，包括四个步序：提锂、深度除镁、浓缩、沉淀

其中di一步吸附提锂是盐湖提锂的技术核心和关键，把锂从高镁锂比的卤水中分离提取后可通过沉淀的方法得到碳酸锂产品，或采用双极膜电渗析的工艺制备氢氧化锂产品。

基于前期的小试、中试、百公斤级试生产，以及相关应用工艺开发的基础上，目前，已经完成十吨级新型提锂吸附剂的生产与产业化应用，在青海某盐湖现场建立了日处理100吨卤水的提锂试生产装置，如图

进一步开展工业化应用研究，模拟工业化应用实况，优化操作工艺条件，考察新型提锂吸附剂的性能与稳定性，为后续工业化放大做准备

基于前期的小试、中试、百公斤级试生产，以及相关应用工艺开发的基础上，目前，已经完成十吨级新型提锂吸附剂的生产与产业化应用，在青海某盐湖现场建立了日处理100吨卤水的提锂试生产装置，如图

进一步开展工业化应用研究，模拟工业化应用实况，优化操作工艺条件，考察新型提锂吸附剂的性能与稳定性，为后续工业化放大做准备

下表为经过6个月连续运行，所有技术指标均达到要求，适用于锂含量50-2500mg/L，镁含量最高为饱和状态的各种卤水提锂，高效实现锂镁分离