Extraction de lithium à partir de saumures de lacs salés : Méthode de précipitation

Les méthode de précipitation est l'une des techniques couramment utilisées pour extraire le lithium des saumures des lacs salés. Le processus consiste à précipiter sélectivement les composés de lithium de la solution de la saumure par le biais de réactions chimiques. Les principe de la méthode des précipitations consiste à utiliser l'énergie solaire pour évaporer et concentrer naturellement la saumure des lacs salés. Après avoir éliminé le bore, le calcium et le magnésium pour éliminer les impuretés, un mélange de précipitants ou d'agents de décantation est ajouté à la liqueur mère pour séparer le lithium sous forme de précipités. L'extraction du lithium métal par précipitation a déjà été appliquée dans l'industrie. Le processus est mûr, simple à mettre en œuvre et très fiable. Cependant, cette méthode doit être mieux adaptée aux saumures ayant des concentrations élevées d'ions de métaux alcalino-terreux et de faibles concentrations d'ions de lithium. En fonction du processus spécifique, la méthode de précipitation est divisée en le carbonate, l'aluminate, le bore-magnésium et le bore-lithium par co-précipitation. Nous allons présenter ces trois méthodes de précipitation pour l'extraction du lithium des lacs salés.

1. Méthode de précipitation des carbonates 

La méthode de précipitation du carbonate consiste à évaporer et à concentrer la saumure contenant du lithium du lac salé, à ajouter de la chaux pour éliminer le calcium et le magnésium résiduels, ainsi que d'autres impuretés métalliques de base dans la saumure, puis à ajouter du carbonate de sodium comme précipitant pour préparer des produits à base de carbonate de lithium. Cette méthode consomme peu d'énergie et s'applique à la production et à l'extraction industrielles. L'inconvénient est que la sélectivité du lithium est faible et que la consommation d'alcali est relativement importante dans le processus de production. Après l'évaporation naturelle de la saumure du lac salé et sa concentration par l'énergie solaire pour produire du sel, celui-ci est séparé par cristallisation segmentaire. Un précipitant alcalin et le métal d'impureté Mg2+ sont ensuite ajoutés pour former un précipité insoluble. Le magnésium est éliminé par séparation solide-liquide, puis une température et une alcalinité spécifiques sont maintenues. Évaporer et cristalliser le NaCl, puis ajouter du carbonate de soude précipitant pour préparer le carbonate de lithium. Utiliser de l'eau ammoniaquée et du bicarbonate d'ammonium pour ajuster l'alcalinité de la saumure et précipiter le magnésium impur. Le taux d'élimination du magnésium est d'environ 98%, et le taux de récupération du lithium est supérieur à 95%. La méthode de précipitation des carbonates présente les avantages d'une opération simple et d'une technologie mature. C'est actuellement la méthode la plus importante pour extraire le lithium de la saumure des lacs salés avec un faible rapport magnésium-lithium. Dans le processus de séparation et d'extraction, des problèmes tels qu'une grande consommation d'alcali et une faible sélectivité limitent son application industrielle.

2. Méthode de précipitation des aluminates

En contrôlant raisonnablement le rapport aluminium-lithium, nous obtenons d'abord des précipités d'aluminium-lithium, nous filtrons les sédiments et calcinons les résidus à haute température, et nous immergeons les produits calcinés dans l'eau pour séparer l'aluminium du lithium. Utiliser un agent précipitant pour éliminer les impuretés telles que le calcium et le magnésium dans la solution contenant du lithium, ajouter du carbonate de sodium après évaporation et concentration pour la réaction de précipitation du lithium, et réaliser la production de produits à base de carbonate de lithium. En utilisant AlCl3-H2O et NaOH comme matières premières, la méthode de précipitation de l'hydroxyde d'aluminium est utilisée pour précipiter sélectivement le lithium, puis le coprécipité d'aluminium-lithium est soumis à une calcination à haute température et à une immersion dans l'eau à température ambiante. Après filtration, on obtient une solution contenant du lithium. Ajouter du NaOH à la solution pour éliminer les impuretés de calcium et de magnésium. Ensuite, on ajoute du carbonate de sodium pour obtenir du carbonate de lithium. D'une manière générale, la méthode de précipitation de l'aluminate présente des problèmes tels qu'une consommation élevée d'énergie d'évaporation du liquide de carbonisation et du liquide de lixiviation de grillage, une grande consommation d'eau douce et un flux de processus compliqué.

3. Méthode de co-précipitation du bore magnésium et du bore lithium

Les méthode de co-précipitation bore-magnésium Il s'agit de la démagnétisation de la saumure après l'évaporation et la concentration du champ salin pour précipiter le sel mixte de potassium et de magnésium, en ajoutant un précipitant alcalin pour contrôler la valeur du pH entre 8 et 10, et sous une température et une pression spécifiques, réaliser la co-précipitation du bore et du magnésium. Après la séparation solide-liquide, ajouter du NaOH à la liqueur mère pour éliminer le magnésium en profondeur. On ajoute ensuite du carbonate de soude pour préparer les produits à base de carbonate de lithium. Le taux de récupération du lithium dans cette méthode atteint 80%-90%.

Les méthode de co-précipitation bore-lithium consiste à éliminer les impuretés de l'ancienne saumure qui a précipité le sodium et le potassium, en ajoutant des précipitants acides tels que l'acide chlorhydrique ou l'acide sulfurique pour réaliser la co-précipitation bore-lithium, afin de réaliser la séparation du lithium et du magnésium. Après le lavage à l'eau du résidu obtenu, les impuretés telles que le magnésium et le calcium sont éliminées en profondeur et, enfin, un précipitant est ajouté pour préparer le carbonate de lithium. Le taux de récupération du lithium atteint 75%-85%.

Les méthode de co-précipitation de bore-magnésium et de bore-lithium est adaptée à l'extraction du lithium à partir de saumures de lacs salés à forte teneur en magnésium et en lithium en Chine. Cette méthode présente des procédures de séparation simples, une bonne opérabilité et un rendement élevé en lithium. Elle offre certaines perspectives d'application industrielle, mais le problème est que les précipités obtenus par la méthode de coprécipitation bore-magnésium sont principalement colloïdaux et que la séparation solide-liquide est difficile. Au cours du processus de séparation, le taux de perte de lithium atteint 15%-20%, ce qui entraîne un gaspillage important de lithium.

La méthode de co-précipitation bore-lithium est réalisée en utilisant le processus de congélation primaire, d'évaporation avec un halogène, d'évaporation primaire, de congélation secondaire, d'évaporation secondaire et de précipitation du bore-lithium. Le taux de récupération du bore-lithium dans cette méthode est relativement élevé et très pratique. Le processus de précipitation a été développé plus tôt et présente les avantages d'une technologie de processus mature et d'une grande fiabilité opérationnelle. Cependant, pour le processus de production en Chine qui utilise comme matière première une saumure de lac salé à rapport élevé entre le magnésium et le lithium, le précipitant alcalin est généralement important, le coût de production est relativement élevé, et la sélectivité au lithium est élevée et médiocre, entre autres problèmes.

Il convient de noter que la méthode de précipitation n'est qu'une des nombreuses techniques employées pour l'extraction du lithium. D'autres méthodes, telles que l'extraction par solvant et l'extraction directe du lithium à partir de la saumure, sont également utilisées en fonction des caractéristiques spécifiques de la saumure et du produit final souhaité.

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