Extracción de litio de salmueras de lagos salados: Método de precipitación

En método de precipitación es una de las técnicas habituales para extraer litio de las salmueras de los lagos salados. El proceso consiste en precipitar selectivamente compuestos de litio de la solución de salmuera mediante reacciones químicas. El principio del método de precipitación consiste en utilizar la energía solar para evaporar y concentrar salmueras de lagos salados de forma natural. Tras eliminar el boro, el calcio y el magnesio para eliminar las impurezas, se añade al licor madre una mezcla de precipitantes o agentes desalinizantes para separar el litio en forma de precipitados. La extracción por precipitación del litio metálico se ha aplicado anteriormente en la industria. Se trata de un proceso maduro, sencillo de utilizar y muy fiable. Sin embargo, este método necesita una mejor adaptabilidad a salmueras con altas concentraciones de iones de metales alcalinotérreos y bajas concentraciones de iones de litio. Según el proceso específico, el método de precipitación se divide en carbonato, aluminato, boro magnesio y coprecipitación de boro litio. Presentaremos estos tres métodos de precipitación para la extracción de litio de lagos salados.

1. Método de precipitación de carbonatos 

El método de precipitación de carbonato consiste en evaporar y concentrar la salmuera que contiene litio del lago salado, añadir cal para eliminar el calcio y el magnesio residuales y otras impurezas metálicas básicas de la salmuera y, a continuación, añadir carbonato sódico precipitante para preparar productos de carbonato de litio. El método tiene un bajo consumo de energía y se aplica a la producción y extracción industrial. La desventaja es que la selectividad al litio es baja, y el consumo de álcali es relativamente grande en el proceso de producción. Después de que la salmuera del lago salado se evapora de forma natural y se concentra mediante energía solar para obtener sal, se separa mediante cristalización segmentaria. A continuación, se añade un precipitante alcalino y el metal impuro Mg2+ para formar un precipitado insoluble. El magnesio se elimina por separación sólido-líquido y, a continuación, se mantienen una temperatura y una alcalinidad específicas. Se evapora y cristaliza NaCl, y finalmente se añade ceniza de sosa precipitante para preparar el producto carbonato de litio. Se utiliza agua amoniacal y bicarbonato amónico para ajustar la alcalinidad de la salmuera y precipitar las impurezas de magnesio. La tasa de eliminación de magnesio es de aproximadamente 98%, y la tasa de recuperación de litio es superior a 95%. El método de precipitación de carbonato tiene las ventajas de un funcionamiento sencillo y una tecnología madura. Actualmente es el método más importante para extraer litio de salmueras de lagos salados con una baja relación magnesio-litio. En el proceso de separación y extracción, problemas como el gran consumo de álcali y la escasa selectividad limitan su aplicación industrial.

2. Método de precipitación de aluminatos

Controlando razonablemente la relación aluminio-litio, obtenemos primero precipitados de aluminio-litio, filtramos los sedimentos y calcinamos los residuos a altas temperaturas, y sumergimos los productos calcinados en agua para separar el aluminio-litio. Utilizar un agente precipitante para eliminar impurezas como el calcio y el magnesio en la solución que contiene litio, añadir carbonato sódico tras la evaporación y concentración para la reacción de precipitación del litio, y realizar la producción de productos de carbonato de litio. Utilizando AlCl3-H2O y NaOH como materias primas, se emplea el método de precipitación de hidróxido de aluminio para precipitar el litio de forma selectiva y, a continuación, el coprecipitado de aluminio-litio se somete a calcinación a alta temperatura y a inmersión en agua a temperatura ambiente. Tras la filtración, se obtiene una solución que contiene litio. Se añade NaOH a la solución para eliminar las impurezas de calcio y magnesio. A continuación, se añade carbonato sódico para obtener carbonato de litio. En general, el método de precipitación de aluminato presenta problemas como el elevado consumo de energía de evaporación del líquido de carbonización y del líquido de lixiviación de tostado, el gran consumo de agua dulce y el complicado flujo del proceso.

3. Método de coprecipitación de boro magnesio y boro litio

En método de coprecipitación de boro-magnesio Se refiere a la desmagnetización de la salmuera después de la evaporación y concentración del campo salino para precipitar la sal mixta potasio-magnesio, añadiendo un precipitante alcalino para controlar el valor de pH a 8-10, y bajo una temperatura y presión específicas, hacer la co-precipitación de boro y magnesio. Tras la separación sólido-líquido, añadir NaOH al licor madre para eliminar el magnesio en profundidad. A continuación, se añade ceniza de sosa para preparar productos de carbonato de litio. La tasa de recuperación de litio en este método alcanza 80%-90%.

En método de coprecipitación de boro-litio se refiere a la eliminación de impurezas de la salmuera vieja que precipitó sodio y potasio, añadiendo precipitantes ácidos como ácido clorhídrico o ácido sulfúrico para hacer la coprecipitación de boro-litio, para realizar la separación de litio y magnesio. Tras lavar con agua el residuo obtenido, se eliminan en profundidad impurezas como el magnesio y el calcio y, por último, se añade un precipitante para preparar carbonato de litio. La tasa de recuperación del litio alcanza 75%-85%.

En método de coprecipitación de boro-magnesio y boro-litio es adecuado para la extracción de litio a partir de salmueras de lagos salados con una elevada proporción de magnesio-litio en China. Este método presenta procedimientos de separación sencillos, una gran operatividad y un alto rendimiento de litio. Tiene ciertas perspectivas de aplicación industrial, pero el problema es que los precipitados obtenidos por el método de coprecipitación de boro-magnesio son en su mayoría coloidales, y la separación sólido-líquido es difícil. Durante el proceso de separación, la tasa de pérdida de litio alcanza 15%-20%, lo que supone un gran desperdicio de litio.

Basado en el método de coprecipitación de boro-litio, la coprecipitación de boro-litio se lleva a cabo mediante el proceso de congelación primaria, evaporación con halógeno, evaporación primaria, congelación secundaria, evaporación secundaria y precipitación de boro-litio. La tasa de recuperación de boro-litio en este método es relativamente alta y es muy práctico. El proceso de precipitación se desarrolló anteriormente y tenía las ventajas de una tecnología de proceso madura y una alta fiabilidad operativa. Sin embargo, para el proceso de producción en China que utiliza salmuera de lago salado de alta relación magnesio-litio como materia prima, el precipitante alcalino es generalmente grande, el coste de producción es relativamente alto, y la selectividad alta & pobre al litio y otros problemas.

Cabe señalar que el método de precipitación es sólo una de las diversas técnicas empleadas para la extracción de litio. También se utilizan otros métodos, como la extracción con disolventes y la extracción directa de litio a partir de salmueras, en función de las características específicas de la salmuera y del producto final deseado.

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