Great Breakthrough Achieved in Extraction of Lithium from Brine with High Magnesium to Lithium Ratios

With the worldwide rise in electric vehicles, the demand for lithium batteries is increasing day by day. In 2015, China＇s new energy vehicles developed rapidly, and the price of lithium carbonate rose from fifty or sixty thousand yuan per ton to 150 thousand yuan. In the past, lithium was often extracted from spodumene （LiAlSi2O6）, which is time consuming, laborious and expensive. Over the past decade, abundant lithium has been discovered in brackish and salt water lakes, which is an important way to obtain lithium resources.

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。

锂铝层状双金属氢氧化物的制备及其锂脱嵌过程

锂铝层状双金属氢氧化物(Li/Al-LDHs)是一种适用于高镁锂比卤水中提锂的吸附剂,但其存在吸附容量偏低、吸附机理与适用条件不够清晰等问题。本工作以铝粉、氢氧化锂为原料制备Li/Al-LDHs,考察了适用条件下溶液中阴阳离子对吸附过程的影响并进行了不同溶液组成下的提锂性能测试,结合红外光谱测试和X射线光电子能谱等表征明晰了锂脱嵌机理。结果表明,Li/Al-LDHs在卤水中的最大吸附容量为8.350mg/g,阳离子选择性顺序为Li^(+)>Na^(+)>Mg^(2+)>Ca^(2+)>K^(+)。Li/Al-LDHs对Li^(+)的吸附符合Langmuir等温吸附模型和准二级吸附动力学模型,吸附过程主要是基于尺寸筛分效应进行的,Li^(+)进入吸附剂层间的空位后需要等量的阴离子(Cl^(-)、SO_(4)^(2-)等)进行电荷平衡,其吸锂容量随溶液体系总离子浓度的增加而变大,因此更适用于从高含盐量卤水中提锂。研究结果可为后续废旧金属铝制取Li/Al-LDHs用于盐湖卤水提锂提供技术参考。

高钙高锂型卤水制碳酸锂钙镁离子脱除工艺研究

对高钙、高锂、低镁锂比(Mg/Li=0.02)国外阿根廷某盐湖卤水进行钙、镁、锂深度分离的工艺研究。采用两步法去除溶液中的Ca^(2+)、Mg^(2+):首先加入硫酸钠生成硫酸钙沉淀除去大量的Ca^(2+),后加入氢氧化钠形成氢氧化镁和氢氧化钙除去少量的Ca^(2+)、Mg^(2+);分别考察了物料比、反应温度、加料时间、加料速率、pH值对卤水除杂效果的影响因素。结果表明:在反应温度60℃、硫酸钠用量为1.3、加料速率6 mL/min、反应时间70 min条件下,溶液中Ca^(2+)的脱除率为96.22%,Li+的损失率为1.44%;在pH值为14、10 mol/L NaOH、反应时间50 min、反应温度50℃、加料速率为8 mL/min条件下,最终溶液中Ca^(2+)脱除率为99.75%,Mg^(2+)去除率为100%,Li+的损失率为0.04%;实现了钙镁离子的深度去除,为后续工序制备碳酸锂创造了有利的条件。

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。

LiMn_(2)O_(4)-PPy双电极高效协同电控提取盐湖锂离子

电控离子交换(Electrochemically switched ion exchange,ESIX)系统内对电极具有保持溶液电中性、增强提锂效果且使系统形成闭合回路的关键作用。在ESIX技术盐湖提锂过程中人们主要关注锂离子捕获电极,关于对电极的研究较少。而本文研究了不同类型对电极对ESIX系统提锂性能的影响。分别采用聚吡咯/导电炭黑/聚偏二氟乙烯(PPy/C/PVDF)、活性炭/导电炭黑/聚偏二氟乙烯(AC/C/PVDF)和石墨板电极作为ESIX系统中锰酸锂/导电炭黑/聚偏二氟乙烯(LiMn_(2)O_(4)/C/PVDF)提锂膜电极的对电极,考察了这3种ESIX系统在氯化物型高镁锂比模拟卤水(Mg/Li~50)中的提锂性能。结果表明,当PPy/C/PVDF作为对电极时可有效吸附卤水中Cl^(-),且ESIX系统提锂性能最优,Li^(+)吸附量为13.9 mg/g;当PPy/C/PVDF电极湿膜厚度增加至1 mm时,ESIX系统对Li^(+)的提取率可达44.2%,Li^(+)/Mg^(2+)分离因子可达56.82。因此,针对不同的阴离子型盐湖卤水设计匹配的对电极对ESIX技术在盐湖提锂领域的发展具有重要的理论指导意义。

青海柴达木盆地盐湖资源元素利用及研究现状

随着锂电池等战略新兴产业的发展,盐湖资源对国民经济的意义日益显现,柴达木盆地盐湖数量多、分布广、类型全、资源丰富,是我国自然资源的重要组成部分。特别是盐湖卤水中钾、锂、硼、镁等资源元素含量丰富,近年来受到广泛关注。文章总结了柴达木盆地盐湖资源元素的利用现状,列举了柴达木盆地盐湖如东台吉乃尔盐湖、西台吉乃尔盐湖、察尔汗盐湖、一里坪盐湖资源元素开发利用工艺,分析了各盐湖资源元素利用特点及现状。柴达木盆地盐湖大都属于高镁锂比盐湖,盐田系统资源元素的采收率低、损耗高,已成为制约盐湖企业产能提高和资源可持续利用的瓶颈问题,如何更有效地从盐湖卤水中提取资源元素,依旧是个技术性难题。

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。

知识产权视角下的盐湖镁锂分离技术发展趋势

随着锂电产业发展,盐湖锂的需求日渐增长,战略地位日趋提升。从知识产权视角对我国高镁锂比盐湖卤水提锂产业的发展进行分析。简述了盐湖提锂专利申请数量的年代变化趋势和专利类型,认识技术发展的趋势和侧重点,同时对不同省市、不同机构属性的专利申请数量做了对比,以反映领域内研发力量的构成和分布情况。通过包括相转化、萃取、膜分离及吸附在内的四种主流镁锂分离方法,对技术衍变趋势和高被引关键专利进行讨论,研究了各类技术发展的脉络与现状。最后,展望了高镁锂比盐湖卤水镁锂分离技术未来的发展趋势。

低锂盐湖原卤吸附提锂试验研究

从低锂盐湖原卤直接吸附提锂,可实现低品位锂资源的高效利用,对改善我国锂盐供应格局具有重大意义。采用自主研发的新型锂吸附剂,研究了其对青海某低锂高镁盐湖原卤(Li质量浓度50~70 mg/L,镁锂比650~680)中锂离子的吸附效果,结果表明:当温度为25℃、吸附时间为20 h、pH调节剂添加比例为1∶1、固液比为1∶500时,吸附剂的饱和吸附容量为24.6 mg/g,吸附率为92.8%,吸附剂对卤水中锂离子的吸附限度≥5 mg/L;在解吸过程中,当温度为25℃、酸浓度为0.045 mol/L、吸附剂质量与酸体积之比为1 g∶45 mL、解吸时间为12 h时,解析率达到100%。在优化条件下开展了20次循环试验,吸附容量均值为24 mg/g,解析率近100%,单次溶损率≤0.01%。该吸附剂可用于锂质量浓度低于70 mg/L的低锂盐湖卤水直接提锂,具有吸附率高、吸附容量大、单次溶损率低等优点。

复合沉淀剂用于高镁锂比卤水锂镁分离研究

采用复合沉淀剂,用沉淀法从高镁锂比卤水沉淀镁而实现锂镁分离。复合沉淀剂由氢氧化钠与辅助沉淀剂(对硝基偶氮苯酚)构成。对硝基偶氮苯酚是以对硝基苯胺与苯酚为主要原料,经重氮化及偶联反应得到,其产率为87%。合成产物经实测红外光谱吸收频率与高斯计算频率对比,其主要官能团吸收频率吻合度极高,用质谱佐证表明合成产物为目标产物。通过XRD,SEM表征复合沉淀剂得到的沉淀形态,其沉淀的结构和形态发生了大的变化,得到颗粒大而完整的沉淀。采用该复合沉淀剂对模拟卤水进行锂镁分离,其除镁率达到99.999%,锂损失率低于2%,得到的沉淀极易过滤。

高镁锂比盐湖卤水降镁研究

以六水氯化镁为镁源,碳酸钠为沉淀剂,室温下通过沉淀法来降低高镁锂比盐湖卤水中镁含量。考察了不同碳酸钠加入量的降镁效果以及在降镁过程中是否会对锂离子产生影响。采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)、X射线衍射仪(XRD)对所得到产物的物相、组成以及母液中镁离子含量进行了分析。结果表明该固体产物主为三水碳酸镁,且在以摩尔比为1∶1.0为界,当小于1∶1.0,所得产物中存在锂离子,而大于等于1∶1.0时,产物中不存在锂离子。这一实验结论对实现镁的降低和锂资源的利用具有潜在意义。

盐湖高镁锂比提取技术专利分析

本文基于高镁锂比提取方面的专利信息,从专利申请趋势、专利技术主题、主要申请人、技术生命周期以及专利集中度等方面,进行多个方面的对比分析,从而为盐湖高镁锂比提取技术发展提供一定的启示。

青海盐湖锂资源开发现状及对提锂产业发展建议

中国正处在环境污染治理和产业结构调整的关键时期,发展新能源产业是应对能源和环境危机的必然选择;同时,锂资源储备和提锂技术直接影响到国家能源战略安全。中国科学院青海盐湖所经过二十年开发,目前已形成一套成熟的选择性离子迁移分离提锂技术,并经过了产业化和工业应用验证,核心技术达到国际领先水平。该产业化具有绿色、高效、低能耗、低物耗、低产品成本、高纯度等特点,技术通用性好,可推广应用到青海、西藏高海拔生态脆弱地区以及南美玻利维亚、阿根廷、智利等高镁锂比盐湖中锂的分离提取,在高钙镁地热水、油(气)田水提锂方面也有一定的应用潜力。

盐湖卤水提锂技术及产业化发展

据美国地质调查局2020年最新统计,已查明的世界锂资源量为8000万t,其中59%锂资源分布在盐湖中,寻找不同类型盐湖的提锂技术亟待解决。根据盐湖卤水中锂和其他伴生离子赋存特征,综述了沉淀法、膜法、萃取法、盐梯度太阳池法、吸附法等盐湖提锂技术发展现状,总结了锂资源生产流程,探讨了各种方法对不同镁锂比盐湖的适应性及优势。研究发现,盐湖提锂不能按照单一方法进行,要根据不同盐湖赋存类型进行提锂工艺的选择。沉淀法已经在低镁锂比盐湖中经过工业化生产验证;吸附法是目前在高镁锂比盐湖中综合效果最为理想的提锂技术,其吸附容量高、一步直接提锂、循环性能高、稳定性强;天然矿物改性吸附法是未来盐湖提锂产业化应重点关注的方向。

盐湖提锂工艺——高镁锂比盐湖锂盐吸附剂研发进展

据2019年美国地质调查局统计全球已查明锂资源量6200万t,其中59%锂资源分布在盐湖中,而绝大部分盐湖为高镁锂比盐湖,高镁锂比盐湖中锂的提取工艺更难,吸附剂可以一步直接提锂,研发循环性能高、稳定性强、制备高效的高镁锂比盐湖锂盐吸附剂迫在眉睫。根据吸附剂的制备材料和吸附机理不同,将现有吸附剂进行分类,总结了离子筛吸附剂、铝盐吸附剂、天然矿物改性吸附剂发展现状及吸附流程。对比研究发现,天然矿物改性吸附剂具有离子筛吸附剂和铝盐吸附剂提锂的所有优势,制备简单不产生废料,经济、环保、高效,在未来高镁锂比盐湖提锂工艺中应予以重点关注。