溶析结晶用于盐湖卤水提钾和镁锂分离研究

采用溶析结晶法快速分离盐湖卤水中氯化钾并降低卤水中的镁锂比,解决青海盐湖盐田摊晒存在的生产周期长、需要修建大面积盐田等难题。以有机溶剂为溶析剂,考察了不同种类溶析剂加入量、溶析温度、溶析时间等对盐湖氯化钾收率及镁锂比的影响。实验结果表明,以无水乙醇为溶析剂与盐湖卤水体积比为2∶1,溶析温度为-15℃,时间为90 min时,氯化钾和氯化钠的收率分别达到93.15%和99.84%。溶析结晶后的母液经过过滤,在70~80℃,以0.5℃/min的降温速率进行动态降温,析出氯化镁晶体,镁锂质量比由原卤中的388.44降低至266.63,最终达到快速分离氯化钾的目的及为后续对镁锂进一步分离提供更有利的条件。

西藏盐湖卤水钾含量时空分布特征与影响因素分析

钾盐是我国战略性矿产资源之一,西藏盐湖卤水蕴藏丰富的钾盐资源,急需开展调查评价,而卤水中钾含量是重要内容。本文通过构建多时段西藏盐湖卤水钾含量数据集,对时空分布特征进行了细致分析,并深入探讨其影响因素。研究表明,①在时间上,1980年到2000年,西藏盐湖卤水钾含量升高,主要是冰雪融水补给变少引起的;2000年到2020年,钾含量降低,降雨量增加是主要因素。②空间上,西藏盐湖卤水钾含量呈现出明显的地域差异,高值区集中于东经82°~85°、北纬31.5°~34°范围,表现为西高东低、南高北低分布格局,物源、气候差异、汇水面积是空间分布差异的主因。③不同水化学类型卤水钾含量:硫酸钠亚型>氯化物型>硫酸镁亚型>碳酸盐型。本研究将为西藏盐湖卤水钾含量变化规律研究和钾盐资源评价提供重要的基础数据。

采用沉淀−煅烧法回收盐湖卤水中镁资源制备镁橄榄石耐火材料

通过沉淀−煅烧法研究盐湖锂镁分离和镁资源制备高附加值的镁橄榄石耐火材料。采用Na_(2)SiO_(3)和NaOH组合沉淀剂将盐湖卤水中的锂、镁离子沉淀分离,获得不同MgO/SiO2摩尔比的镁沉淀物。镁沉淀物主要由无定形硅酸镁和氢氧化镁堆积而成,在1400℃条件下的质量残留率均在62%以上。高温烧结实验表明,在Mg/Na_(2)SiO_(3)/NaOH的摩尔比为1:0.6:0.8、烧结温度为1350℃、时间为210 min的条件下,镁沉淀物可制备成性能优良的耐火材料,其耐火度在1800℃以上,抗压强度为190.73 MPa,体积密度为2.53 g/cm^(3),显气孔率为5.94%。所制备的耐火材料主要为镁橄榄石相,含有少量的顽火辉石相。

盐湖卤水萃取法提锂的研究进展

随着全球锂电行业的迅猛发展,作为原材料的锂需求量也日益攀升。盐湖卤水中蕴含着丰富的锂资源,但浓度低、成分复杂。开发高效锂分离技术,从卤水中提取锂资源具有重要的经济价值和战略意义。溶剂萃取法具有处理量大、萃取效率高、优异选择性以及易于规模化操作等优点,具有良好的工业应用前景。本文主要综述了近5年常用的萃取体系,包括β-二酮、有机磷化合物、大环分子、磷酰基吡唑啉酮、离子液体以及低共熔溶剂。系统地分析了各种萃取体系的作用机理、适用的环境以及存在的优缺点,对于萃取体系存在的问题进一步介绍了萃取过程强化技术,如膜萃取强化、电场强化。最后,对未来各种萃取体系的研究重点和改进提出了观点和评述,同时对萃取体系的发展前景进行了展望。

盐湖卤水体系硼的存在形态及其分布规律的研究进展

硼酸盐具有多样性和复杂性,液相硼物种有多种形态,明确盐湖卤水体系硼物种的存在形态及其分布规律是近年来卤水化学与热力学研究的热点。文章对硼酸盐水溶液结构的研究方法,硼氧配阴离子的相互作用与化学平衡,硼物种转化机制,盐湖卤水体系硼物种分布与离子组成的关系等方面中盐湖卤水体系硼的存在形态及其分布规律的研究进展进行了汇总和讨论。

吸附—膜耦合法从高镁锂比盐湖卤水中提锂

中国的锂资源主要赋存于高镁锂比盐湖卤水中,提锂难度较高,单一分离手段难以高效提锂,多种盐湖提锂技术的耦合是盐湖提锂的未来发展趋势。采用吸附—膜耦合法对盐湖卤水进行处理,在优化条件下实现了高选择性锂吸附,动态脱附后卤水镁锂比从105.2降低至1.49。考察了不同条件对纳滤膜分离纯化锂的影响。纳滤膜在稀释倍数1.0、温度20℃、操作压力0.4 MPa、pH 4.66、产水原料液比0.54的条件下,锂截留率为2.63%、分离因子为27.3、渗透通量为7.125 L/(m^(2)·h),最终产水镁锂比从最初的105.2降低至0.05,实现了对高镁锂比盐湖卤水中锂资源的绿色高效提取。

关于东台吉乃尔盐湖卤水脱硫工艺研究

青海东台吉乃尔锂资源股份有限公司在东台吉乃尔盐湖多年的实地工业实践,不断摸索和探讨卤水中硫酸根的去除方法,方法主要分为原卤除硫酸根、老卤除硫酸根和镁锂分离后卤水除硫酸根,检测方法为硫酸钡重量法、分光光度法和ICP分析法。以东台吉乃尔盐湖天然卤水为试样,经过一系列实验和生产论证,确定了适用于东台吉乃尔盐湖的方法。

锂离子筛在盐湖卤水提锂中的研究进展

综述了锰基锂离子筛、钛基锂离子筛、铝基吸附剂中Li+的脱出、嵌入机理,重点介绍了LIS制备及改性的研究现状和进展,分析了LIS在含Li+溶液中的提锂机理及影响吸附效果的因素;总结了锂离子筛材料中存在的一些问题,并对锂离子筛未来的研究重点和发展方向进行了展望。

西藏西北部盐湖卤水富矿因素及成矿机理

青藏高原盐湖区是我国四大现代盐湖区之一,矿产资源十分丰富,所含的资源量及潜在经济价值巨大,其盐湖卤水成矿机制一直是众多学者研究的重点。对西藏西北部37个湖泊地表卤水进行系统采样和分析测试的结果表明,这些盐湖地表卤水中氯化锂的平均品位为0.19~748.20 mg/L,其中洞错盐湖成矿潜力较大,矿床地表卤水锂矿可达中型规模;此外,加琼错、懂布错、别若则错及热帮错同样具有较好的开发利用价值。通过对盐湖卤水成矿条件综合研究分析认为,西藏西北部盐湖卤水成矿可能与新特提斯洋壳俯冲及印度欧亚大陆碰撞作用关系密切。

盐湖卤水中铷离子的分析方法研究进展

铷是一种稀有金属元素,其用途广泛,在我国盐湖卤水中储量丰富。文章重点介绍了盐湖卤水中铷的分析方法,探讨了原子吸收光谱法、原子发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS法)、X射线荧光光谱法、离子色谱法等仪器分析法在盐湖卤水铷离子分析中的应用,并对各方法的优缺点进行了比较。

盐湖卤水锂资源提取技术及开发现状

锂作为最轻的碱金属元素,广泛应用于国民经济的各个领域。近年来锂产品需求量日益增加,锂资源的有效开发和提取对于促进新能源发展、保障我国能源安全具有重要意义。青海柴达木地区盐湖卤水锂资源储量丰富,但高镁锂质量比增加了盐湖提锂的技术难度,并成为制约我国盐湖锂资源可持续发展的“卡脖子”关键问题。对目前国内外盐湖卤水提锂技术进行综述,介绍了卤水提锂方法最新研究进展,对于实现我国高镁锂比盐湖卤水锂资源绿色低碳高效开发利用具有重要意义。

盐湖卤水提锂技术研究进展

随着电动汽车等产业的迅速扩展,对锂原料的需求急剧增加。矿石锂资源濒临枯竭,而盐湖卤水中锂资源储量丰富、开采难度小,迅速成为当前锂盐生产和研究的热点。概述了全球盐湖卤水锂资源的分布、水质特性和提锂方法的应用情况;从反应机理、影响因素、应用效果等方面论述了沉淀法、萃取法、吸附法、膜分离法和电化学法在盐湖卤水提锂方面的研究进展。指出,在现有技术中膜分离法和电化学法具有分离效果好和能耗低等优点,应用前景广阔;而沉淀法和萃取法均存在药剂用量大、环境污染严重等问题;吸附法存在吸附过程缓慢、吸附剂易溶损等不足,导致其在生产中存在较大局限性。最后展望了盐湖锂资源开发的发展趋势,为后续优化提锂工艺提出了建议。

我国盐湖卤水提锂产业化现状及发展建议

我国锂资源储量约占全球锂资源储量的6%,而其中约85%分布于盐湖卤水中。我国绝大部分含锂盐湖卤水为高镁锂比卤水,锂镁分离难度大。近年我国盐湖卤水提锂取得了初步的产业化成效,但存在提锂效率不高、能耗和生产成本较高等问题。简要介绍了国外盐湖卤水提锂的主要工艺,综述了我国盐湖卤水提锂产业化现状及发展方向,并为该行业绿色高质量发展提出了若干建议。

盐湖卤水型锂矿基本特征及其开发利用潜力评价

【研究目的】近年来,新能源发展势头强劲,锂电池需求旺盛,锂矿资源争夺激烈。相比于目前主要开发的硬岩型锂矿,盐湖卤水型锂矿有着“量大、绿色、经济”的优势,随着卤水提锂工艺的不断进步,盐湖型锂矿的产能将进一步得到释放;中国是盐湖卤水型锂矿的主要分布国家之一,占世界总资源量的比例排在第五位。在世界锂资源争夺战愈演愈烈的情况下,总结盐湖卤水型锂矿的分布特征、水化学类型分类和矿物组合,估算潜在资源量以及提出评价盐湖卤水型锂矿的方法,对合理安排勘查和开发投入,以及规划国家新能源资源具有重要意义。【研究方法】搜集已公开发表或出版的盐湖卤水型锂矿资料,从分布、成矿地质条件方面分析基本特征,并对潜在资源量估算以及开发利用潜力评价进行评述。【研究结果】全球盐湖卤水型锂矿资源丰富,但分布不均,主要集中在南美安第斯高原、美国西部高原和中国青藏高原3个盐湖聚集区,其形成主要受大地构造背景、断层活动断裂以及气候海拔等条件控制。中国青藏高原盐湖卤水型锂矿资源不同于另两大盐湖聚集区的是,其构造背景属于陆陆碰撞,而非洋壳俯冲。由南到北还可进一步分为西藏和青海两个盐湖地区,青海地区镁锂比较高,不适用于传统的蒸发沉淀法,新兴的提锂方法成本又较高,因而在开发和技术条件方面需要谨慎评价。【结论】通过已公开的相关资料,对南美安第斯高原、美国西部高原和中国青藏高原3个盐湖聚集区的含矿系数N和收获系数HI进行了计算,提出了估算潜在资源量的一般公式。并依据盐湖卤水锂矿开发评价的关键要点,运用lg(Li+)-lg(Mg/Li)碳酸锂价格象限判别图解对世界各大盐湖聚集区锂矿的品质进行评价,结果表明:当锂价格处于低位(碳酸锂价格≤10万元/t)时,盐湖品质排序为:中国西藏地区>南美安第斯高原>美国西部高原>中国青海地区;当锂价格处于中高位(碳酸锂价格>10万元/t)时,排序为:南美安第斯高原>中国西藏地区>中国青海地区>美国西部高原。

吸附法分离盐湖卤水中锂的研究进展

锂及其化合物是重要的化工原料,因其优越和独特的性能,需求量逐年增加。锂矿床类型主要有锂辉石、锂云母、透锂长石等固体型和盐湖型等液体矿。固体锂矿经过多年开发,采富弃贫,品质已临近经济下限,开发利用盐湖卤水和油田卤水中的锂资源日益受到重视。中国盐湖资源丰富,主要分布在青藏高原地区。盐湖中蕴藏着大量的锂资源,广泛应用于能源、化工、高科技等工业生产及居民生活领域,为保障资源供给和能源安全,分离盐湖中的锂资源十分迫切和必要。锂分离技术有吸附法、膜法、化学沉淀法、萃取法、结晶法、浮选法等,这些方法各有优势和不足,而吸附法适用于低品位、高浓盐、高镁锂比盐湖卤水中锂的分离。为此,总结了有关吸附法(电吸附)分离盐湖卤水中锂的原理、进展和优缺点,并总结和提出其发展方向。

阳离子交换树脂分离-电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定盐湖卤水中偏硅酸含量

由于盐湖卤水中盐分浓度不同且盐度较高,采用常规分析方法很难准确测定。通过对阳离子交换树脂加入量、阳离子交换树脂交换时间、pH值对交换效率的影响、内标元素校正的考察,建立了阳离子交换树脂分离-电感耦合等离子体发射光谱法测定盐湖卤水中偏硅酸含量的方法。将盐湖卤水稀释5倍,加入6 g阳离子交换树脂,静态交换1.5 h,除去卤水中的大量阳离子后,选择Si 251.611 nm为分析谱线,以Y 371.030 nm谱线作为内标进行信号漂移校正,用电感耦合等离子体发射光谱仪能有效测定卤水中偏硅酸的含量。结果表明,校准曲线的线性范围为0.50~200 mg/L,所得回归方程的线性关系良好(r≥0.9994),检出限为0.16 mg/L,结果相对标准偏差(RSD,n=12)为1.8%~4.6%,加标回收率为96.3%~102%。同时采用紫外-可见分光光度法对偏硅酸含量进行方法比对,两种测试结果不存在显著性差异,表明所建立的方法具有良好的准确度。为提高盐湖资源的综合利用提供了可靠的数据支撑。

基于动态降温结晶工艺的盐湖卤水镁锂分离研究

青海盐湖卤水锂资源储量丰富,高镁锂比卤水存在镁锂分离难的问题。基于非平衡动态降温过程中不同盐组分结晶行为存在差异的原理,开展了强制分离高镁锂比卤水的研究,考察了卤水镁锂比、降温速率、流体状态和卤水温度对镁锂分离效果的影响,并分析了结晶过程中镁锂分离的介稳性特点。结果表明,通过非平衡动态降温结晶析出MgCl_(2)·6H_(2)O,可以实现卤水脱镁和镁锂分离,当降温速率为-1.25℃/min、卤水温度在70℃至50℃范围内,镁锂比在10∶1~80∶1时,镁锂分离因子最高可达到1.876,结晶的MgCl_(2)·6H_(2)O纯度最高为99.42%。非平衡动态降温结晶工艺相较于经典的盐田工艺,最多可将锂损失率从模拟盐田工艺的38.39%降至7.56%。该工艺为盐湖卤水镁锂分离提供了一条新的思路,也为后续高纯锂盐的制备奠定了基础。

孔隙可调的编织石墨烯过滤膜的制备及其在盐湖卤水离子分离领域的应用

我国盐湖数量多、分布广、资源丰富。如何有效地从盐湖卤水中提取资源元素,对国民经济具有重要意义。然而目前的过滤膜仍然具有稳定性差、耐腐蚀性差、高离子截留率与高水通量不可兼得等短板,因此亟需寻找一种力学性能优异,过滤性好的新型膜材料;二维材料因其具有低能耗、高效率等特点,在筛选分离领域展现了巨大优势。通过将碳纳米管编织进过滤膜、化学修饰编织石墨烯带边缘、或纳米压痕技术处理编织过滤膜等方法可以调控过滤孔尺寸以实现离子筛分,这种编织过滤膜在保障孔隙率的同时,膜强度相比传统商业渗透膜提升至少两个数量级,因此该研究为利用纳米编织技术设计高通量高强度的过滤膜提供了新思路,并总结分析了基于编织石墨烯过滤膜用于盐湖卤水离子分离性能的研究情况。

基于碳酸化溶液结构研究的盐湖卤水镁锂分离

针对盐湖卤水中镁锂性质相似难以分离的问题,基于CO_(2)溶入卤水后生成的CO_(3)^(2-)浓度稳定、CO_(3)^(2-)和Mg^(2+)在亚稳状态下易于发生沉淀反应的假设,采用碳酸化反应方法进行镁锂分离研究。通过红外光谱研究了三种不同盐体系的溶液结构,结果表明在氨水调碱后的MgCl_(2)-NH_(3)·H_(2)O-CO_(2)体系中,1 520 cm^(-1)和1 012 cm^(-1)处产生CO_(3)^(2-)的伸缩振动峰,CO_(3)^(2-)与Mg^(2+)发生沉淀反应后促使Mg^(2+)以固相形式析出;LiCl-NH_(3)·H_(2)O-CO_(2)体系中,在1 012cm^(-1)处产生的信号较弱的CO_(3)2-振动峰,由于CO_(3)2-与Li^(+)发生的反应不强烈,因此Li^(+)主要还以溶解态形式存在;在MgCl_(2)-LiCl-NH_(3)·H_(2)O-CO_(2)反应体系中,Mg^(2+)影响了1 520 cm^(-1)处的CO_(3)^(2-)伸缩振动峰,说明二者易于发生结晶反应,从而促使Mg^(2+)和Li^(+)分别以固液形式富集在两相中,实现了镁锂分离。镁锂溶剂化结构的不同致使碳酸化反应中的发生反应振动的峰值不同,分离实验表明与传统的碳酸盐沉淀法相比,氨水和CO_(2)分离工艺更易于得到高纯度的镁盐产品。

铝基材料裂解盐湖卤水分离镁锂的热力学研究

中国盐湖锂资源非常丰富,但由于镁锂比高、镁锂性质相似而使得二者难以分离,锂资源开发利用成本较高。采用组贡献法对LiCl·2Al(OH)_(3)·2H_(2)O的标准生成吉布斯自由能ΔfGθ298.15K进行了估算,在热力学计算的基础上绘制了298.15K时Li-Al-Cl-H_(2)O系和Li-Mg-Al-Cl-H_(2)O系的电位-pH(φ-pH)图。计算结果表明,通过调控体系的pH,可使溶液中的Li+与Al形成沉淀而Mg2+仍留在溶液中,从而实现溶液中的镁锂分离。在理论计算的基础上进行了镁锂分离的验证实验,实验结果与热力学计算结果基本吻合,镁锂分离效果良好。