黃鵬貴，李文珍，王守恒

(格爾木藏格鋰業(yè)有限公司，青海格爾木 816099)

1 前言

鋰元素是自然界中質(zhì)地最輕、原子半徑最小的堿金屬，其化學(xué)性質(zhì)非常活潑。鋰及其化合物應(yīng)用多個(gè)重要領(lǐng)域，如航空、醫(yī)藥、化工、國防及新能源等，因此鋰及其化合物被稱為“工業(yè)味精”。新能源熱潮掀起以來，優(yōu)質(zhì)鋰鹽產(chǎn)品推動(dòng)著全球新能源行業(yè)的迅猛發(fā)展，帶動(dòng)鋰資源需求量持續(xù)增長，鋰資源的開發(fā)利用廣受關(guān)注。中國鋰儲(chǔ)量高達(dá)320萬t，位居世界第二，其中鹽湖鋰資源占比接近 80%，主要分布在青海柴達(dá)木盆地和青藏高原[1]。采用吸附法從高鎂鋰比的鹽湖鹵水中提取鋰已成為鋰鹽開發(fā)重點(diǎn)[2-4]。用吸附法如何從高鎂鋰比鹵水中提取高鋰低鎂的合格液，一直是吸附法提鋰的一項(xiàng)難題。

吸附法提鋰行業(yè)內(nèi)，大多數(shù)工藝均是通過控制水洗料床體積量來獲取合格液，此工藝研究以察爾汗鹽湖湖東地區(qū)鹵水為原料，該鹽湖鹵水屬氯化物型鹽湖，其鎂鋰比在2 000左右，適于吸附法提鋰工藝。因此通過吸附法從高鎂鋰比鹵水中獲得高鋰低鎂合格液成為工藝控制的關(guān)鍵所在，具體組成見表1。其中原料鎂鋰比為1 905，選擇優(yōu)異的工藝控制方法，獲得高鋰低鎂的合格液尤為重要。根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)比可看出，通過水洗料床體積量進(jìn)行工藝控制，獲得合格液A，其中Mg2+、Ca2+等雜質(zhì)含量相對(duì)較高，對(duì)后續(xù)除雜工序造成處理負(fù)荷較大，增加了投資成本。然而通過電導(dǎo)率進(jìn)行工藝控制，獲得合格液B，其中Mg2+、Ca2+等離子的濃度相對(duì)較低，因此吸附法提鋰工藝中應(yīng)用電導(dǎo)率控制合格液中的雜質(zhì)含量，是一項(xiàng)電導(dǎo)率儀在提鋰行業(yè)中的新舉措。

表1 原料及合格液主要成分Tab.1 Main components of raw materials and qualified solution

2 電導(dǎo)率與合格液Li+、Mg2+、Ca2+等含量關(guān)系

在工藝生產(chǎn)中，通過電導(dǎo)率高低表征合格液中鹽分含量的高低，工藝控制中可設(shè)定系統(tǒng)控制點(diǎn)的電導(dǎo)率值，則可以獲得不同鹽分含量的合格液，根據(jù)工藝調(diào)整，獲得大量合格液數(shù)據(jù)，即電導(dǎo)率與Li+、Mg2+、Ca2+等鹽分含量的數(shù)據(jù)(30 ℃)，詳見表2。

表2 電導(dǎo)率與Li+、Mg2+、Ca2+等鹽分含量數(shù)據(jù)(30 ℃)Tab.2 Conductivity and salt content data of Li+, Mg2+ and Ca2+ at 30 ℃

續(xù)表2 (Continue)

根據(jù)以上工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從圖1可看出電導(dǎo)率與Li+、Mg2+、Ca2+等離子的變化趨勢(shì)。根據(jù)圖1中變化趨勢(shì)可看出，由于Li+含量相對(duì)較低，其對(duì)電導(dǎo)率的影響幾乎很小，而Mg2+、Ca2+含量相對(duì)較高，因此Mg2+、Ca2+含量是影響電導(dǎo)率高低的重要因素，由圖1中數(shù)據(jù)趨勢(shì)可以看出，當(dāng)電導(dǎo)率值處于15 ms/cm～40 ms/cm時(shí)，Li+含量較高，鹵水Li+收率可達(dá)90%以上，而Mg2+、Ca2+等雜質(zhì)離子含量相對(duì)較低，雜質(zhì)去除率可達(dá)97%以上。實(shí)際工藝生產(chǎn)中，設(shè)定電導(dǎo)率值為24 ms/cm時(shí)，生產(chǎn)獲得合格液鎂鋰比較低，其組成為Li+642.5 mg/L，Mg2+1.75 g/L，Ca2+0.37 g/L。

圖1 電導(dǎo)率與鋰、鎂、鈣等離子的變化趨勢(shì)Fig.1 Conductivity and variation trend of Li+, Mg2+ and Ca2+ plasma

3 結(jié)論

通過電導(dǎo)率與Li+、Mg2+、Ca2+等離子含量間的變化趨勢(shì)關(guān)系，可以作為調(diào)整吸附法鹽湖鹵水提鋰生產(chǎn)工藝中Mg2+、Ca2+等離子含量的重要依據(jù)，依據(jù)后續(xù)生產(chǎn)工藝指標(biāo)，優(yōu)化調(diào)整運(yùn)行系統(tǒng)工藝控制點(diǎn)電導(dǎo)率設(shè)定值，獲得高鋰低鎂鈣的合格液，其鎂鋰比可降低至1.8左右，解決了察爾汗鹽湖鹵水高鎂鋰比，提鋰難的問題。因此合格液鎂鋰比越低，對(duì)合格液后續(xù)處理工序難度大幅降低，降低投資成本。

用電導(dǎo)率控制吸附法鹵水提鋰合格液中Mg2+、Ca2+等離子雜質(zhì)，可使鹵水Li+收率達(dá)90%以上，Mg2+、Ca2+等離子雜質(zhì)去除率可達(dá)97%以上。通過這種工藝控制可以快速、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，為系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行提供了一種安全可靠的保障。