Extração de lítio de salmoura de lago salgado: Método de Precipitação

O método de precipitação é uma das técnicas comuns utilizadas para extrair lítio de salmouras de lagos salgados. O processo envolve a precipitação selectiva de compostos de lítio da solução de salmoura através de reacções químicas. O princípio do método de precipitação consiste em utilizar a energia solar para evaporar e concentrar naturalmente a salmoura de um lago salgado. Depois de remover o boro, o cálcio e o magnésio para eliminar as impurezas, é adicionada ao licor-mãe uma mistura de precipitantes ou agentes de extração de sal para separar o lítio sob a forma de precipitados. A extração por precipitação do lítio metálico foi aplicada anteriormente na indústria. O processo é maduro, simples de operar e altamente fiável. No entanto, este método necessita de uma melhor adaptabilidade a salmouras com elevadas concentrações de iões de metais alcalino-terrosos e baixas concentrações de iões de lítio. De acordo com o processo específico, o método de precipitação divide-se em carbonato, aluminato, boro magnésio e co-precipitação de boro lítio. Vamos apresentar estes três métodos de precipitação para a extração de lítio de lagos salgados.

1. Método de precipitação de carbonatos 

O método de precipitação de carbonato consiste em evaporar e concentrar a salmoura que contém lítio do lago salgado, adicionar cal para remover o cálcio e o magnésio residuais e outras impurezas metálicas básicas na salmoura e, em seguida, adicionar carbonato de sódio precipitante para preparar produtos de carbonato de lítio. O método tem um baixo consumo de energia e aplica-se à produção e extração industrial. A desvantagem é que a seletividade do lítio é baixa e o consumo de álcalis é relativamente grande no processo de produção. Depois de a salmoura do lago salgado ser naturalmente evaporada e concentrada pela energia solar para produzir sal, esta é separada por cristalização segmentar. Em seguida, um precipitante alcalino e o metal de impureza Mg2+ são adicionados para formar um precipitado insolúvel. O magnésio é removido por separação sólido-líquido e, em seguida, uma temperatura e alcalinidade específicas são mantidas. Evaporar e cristalizar NaCl e, finalmente, adicionar carbonato de sódio precipitante para preparar o produto de carbonato de lítio. Utilizar água de amoníaco e bicarbonato de amónio para ajustar a alcalinidade da salmoura e precipitar as impurezas de magnésio. A taxa de remoção do magnésio é de cerca de 98%, e a taxa de recuperação do lítio é superior a 95%. O método de precipitação de carbonato tem as vantagens de uma operação simples e de uma tecnologia madura. É atualmente o método mais importante para extrair lítio de salmoura de lago salgado com uma baixa relação magnésio-lítio. No processo de separação e extração, problemas como o grande consumo de álcalis e a fraca seletividade limitam a sua aplicação industrial.

2. Método de precipitação de aluminatos

Ao controlar razoavelmente a relação alumínio-lítio, obtemos primeiro precipitados de alumínio-lítio, filtramos os sedimentos e calcinamos os resíduos a altas temperaturas, e mergulhamos os produtos calcinados em água para separar o alumínio-lítio. Utilizar um agente precipitante para remover impurezas como o cálcio e o magnésio na solução contendo lítio, adicionar carbonato de sódio após a evaporação e concentração para a reação de precipitação do lítio e realizar a produção de produtos de carbonato de lítio. Utilizar AlCl3-H2O e NaOH como matérias-primas, o método de precipitação de hidróxido de alumínio é utilizado para precipitar o lítio seletivamente e, em seguida, o coprecipitado de alumínio-lítio é submetido a calcinação a alta temperatura e imersão em água à temperatura ambiente. Após filtração, obtém-se uma solução contendo lítio. Adicionar NaOH à solução para remover as impurezas de cálcio e magnésio. Em seguida, adicionar carbonato de sódio para obter carbonato de lítio. De um modo geral, o método de precipitação de aluminato apresenta problemas como o elevado consumo de energia de evaporação do líquido de carbonização e do líquido de lixiviação por torrefação, o grande consumo de água doce e o fluxo complicado do processo.

3. Método de co-precipitação de boro magnésio e boro lítio

O método de co-precipitação de boro e magnésio refere-se à desmagnetização da salmoura após a evaporação e concentração do campo salino para precipitar o sal misto de potássio e magnésio, adicionando um precipitante alcalino para controlar o valor do pH a 8-10, e sob uma temperatura e pressão específicas, fazer a co-precipitação de boro e magnésio. Após a separação sólido-líquido, adicionar NaOH ao licor-mãe para remoção profunda do magnésio. Em seguida, adicionar carbonato de sódio para preparar produtos de carbonato de lítio. A taxa de recuperação do lítio por este método atinge 80%-90%.

O método de co-precipitação boro-lítio refere-se à remoção de impurezas da salmoura antiga que precipitou sódio e potássio, adicionando precipitantes ácidos como ácido clorídrico ou ácido sulfúrico para fazer a co-precipitação de boro-lítio, para realizar a separação de lítio e magnésio. Depois de o resíduo obtido ser lavado com água, as impurezas como o magnésio e o cálcio são profundamente removidas e, finalmente, é adicionado um precipitante para preparar o carbonato de lítio. A taxa de recuperação do lítio atinge 75%-85%.

O método de co-precipitação de boro magnésio e boro lítio é adequado para a produção de extração de lítio a partir de salmoura de lago salgado com elevada relação magnésio-lítio na China. Este método tem procedimentos de separação simples, forte operacionalidade e alto rendimento de lítio. Tem algumas perspectivas de aplicação industrial, mas o problema é que os precipitados obtidos pelo método de co-precipitação de boro e magnésio são maioritariamente coloidais e a separação sólido-líquido é difícil. Durante o processo de separação, a taxa de perda de lítio atinge 15%-20%, resultando num grande desperdício de lítio.

Com base no método de co-precipitação de boro-lítio, a co-precipitação de boro-lítio é efectuada utilizando o processo de congelação primária, evaporação com halogéneo, evaporação primária, congelação secundária, evaporação secundária e precipitação de boro-lítio. A taxa de recuperação de boro-lítio neste método é relativamente elevada e tem um forte carácter prático. O processo de precipitação foi desenvolvido anteriormente e tinha as vantagens de uma tecnologia de processo madura e alta confiabilidade operacional. No entanto, para o processo de produção na China que utiliza salmoura de lago salgado com elevada relação magnésio-lítio como matéria-prima, o precipitante alcalino é geralmente grande, o custo de produção é relativamente elevado e a seletividade elevada e fraca para o lítio e outros problemas.

É importante notar que o método de precipitação é apenas uma das várias técnicas utilizadas para a extração de lítio. Outros métodos, como a extração por solventes e a extração direta de lítio da salmoura, são também utilizados, dependendo das características específicas da salmoura e do produto final pretendido.

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