富锂硫酸盐型盐湖卤水蒸发实验研究进展

doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2023-0481

摘要/Abstract

摘要：

随着“双碳”目标的提出，锂在新能源材料领域中的应用受到高度关注，锂的需求呈现爆发式增长。世界锂资源以矿石锂和盐湖锂为主，盐湖锂因其储量大成为未来锂资源开发的重点，因而占比最大的硫酸盐型盐湖成为焦点。因盐湖卤水组成差异较大，叠加硫酸盐型盐湖特殊属性，使得锂在盐田蒸发阶段存在多种结晶形式而造成损失，增加了锂的有效富集难度。总结了前人针对富锂硫酸盐型盐湖的蒸发实验研究结果，结合相图分析总结富锂硫酸盐型盐湖蒸发结晶析盐规律，重点关注锂的浓缩状态及析盐结晶形式，为硫酸盐型盐湖锂资源开发提供参考。

关键词: 锂, 硫酸盐型盐湖, 卤水蒸发, 析盐规律, 相图

Abstract:

With the proposal of “dual carbon” goal，the application of lithium in the field of new energy materials has received great attention，and the demand for lithium has shown explosive growth.The world's lithium resources are mainly composed of ore lithium and salt lake lithium.Salt lake lithium has become the focus of future lithium resource development because of its large reserves， and therefore the sulfate type salt lake， which accounts for the largest proportion，has become the focus.Due to the significant difference in the composition of salt lake，and the special properties of sulfate type salt lake，lithium has multiple crystalline forms in the evaporation stage of saltpan and causes losses，which increases the difficulty of effective enrichment of lithium.The results of evaporation experiment of lithium-rich sulfate salt lakes were summarized，the law of crystallization salt evolution during evaporation based on the phase diagram was analyzed and summarized，with a focuses on the concentrated state of lithium and the crystalline form of lithium，providing reference for the development of lithium resources in sulfate salt lakes.

Key words: lithium, sulphate salt lakes, brine evaporation, salt precipitation law, phase diagram

中图分类号:

TQ131.11

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图/表 5

表1

表2

图1

图2

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序号	矿物名称	简称	化学式	序号	矿物名称	简称	化学式
1	芒硝	Mir	Na₂SO₄·10H₂O	11	钾盐镁矾	Kai	KCl·MgSO₄·3H₂O
2	硼砂	Bor	Na₂B₄O₇·10H₂O	12	泻利盐	Eps	MgSO₄·7H₂O
3	钠硼解石	Ule	NaCaB₅O₉·8H₂O	13	六水泻盐	Hex	MgSO₄·6H₂O
4	石盐	Ha	NaCl	14	五水泻盐	Pt	MgSO₄·5H₂O
5	五水碳酸镁	Lan	MgCO₃·5H₂O	15	四水泻盐	Lh	MgSO₄·4H₂O
6	白钠镁矾	Ast	Na₂SO₄·MgSO₄·4H₂O	16	光卤石	Car	KCl·MgCl₂·6H₂O
7	钾石盐	Sy	KCl	17	锂复盐1	Db1	Li₂SO₄·3Na₂SO₄·12H₂O
8	钾芒硝	Gla	3K₂SO₄·Na₂SO₄	18	锂复盐2	Db2	LiNaSO₄
9	钾镁矾	Leo	K₂SO₄·MgSO₄·4H₂O	19	一水硫酸锂	Ls	Li₂SO₄·H₂O
10	软钾镁矾	Pic	K₂SO₄·MgSO₄·6H₂O	20	水氯镁石	Bis	MgCl₂·6H₂O

盐湖类型	盐湖	蒸发温度/ ℃	w （Li⁺）/ %	w （Na⁺）/ %	w （K⁺）/ %	w （Mg²⁺）/ %	w （Cl^-）/ %	w （SO₄^2-）/ %	w （B₄O₇^2-）/ %	w （CO₃^2-）/ %	主要析盐顺序	备注
硫酸钠亚型	扎北	0^［29］	0.03	1.60	0.24	0.11	1.35	2.11	0.32	0.17	Mir→Bor→Lan→Ha+Gla→Sy→Ule+Car+Ls （w_Li=0.19%）→Bor	7月卤水
		5^［30］	0.03	2.27	0.29	0.07	1.41	2.33	0.72	0.17	Mir→Bor→Lan→Ha→Sy→Gla→Db2（Li⁺：14.03 g/L）	10月卤水
		自然蒸发^［31］	0.03	1.55	0.29	0.12	1.39	2.02	0.28	0.16	Bor→Mir→Lan→Db1（w_Li=0.1%）→Ha+Ast+ Ule→Gla→Leo→ Bor→Sy+Ls（w_Li=0.3%）	7月卤水
	拉果错	15^［32］	0.02	1.47	0.20	0.08	1.09	2.19	0.22	0.23	Mir→Bor→Ha→Db1（w_Li=0.19%）→Gla→Bor	5月卤水
硫酸镁亚型	东台	25^［33］	0.06	7.24	1.16	2.03	13.62	6.55	0.08	—	Ha→Eps→Pic→Sy→Hex→Car+Kai→Ls（Li⁺： 9 g/L）	夏季卤水
	东台	25^［34］	0.03	5.81	0.57	1.03	12.26	0.28	0.17	—	Mir→Ha→Sy→Eps→Hex+Car	冬季卤水
	西台	25^［35］	0.01	7.07	0.58	1.94	15.16	2.59	0.12	—	Ha→Eps→Sy→Car→Bis	4月卤水
		25^［36］	0.14	0.46	0.32	8.04	21.73	3.47	0.62	—	Ha→Car→Bis→Lh→Ls（w_Li=0.4%）	9月析钾卤水
		25^［36］	0.16	0.15	0.04	7.68	22.97	0.35	0.65	—	Ha→Bis→Lh→Ls（w_Li=0.55%）	冷冻析钾卤水
	乌尤尼	25^［37］	0.05	7.66	1.26	1.41	15.75	1.88	0.002		Ha→Sy→Eps→Car+Hex→Bis+Ls（w_Li=0.49%）	—

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