一里坪盐湖沉锂卤水利用的热力学基础研究

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一里坪盐湖采用膜分离获得浓锂卤水,再经沉淀法生产碳酸锂,同时产生Li+,Na+//Cl-,CO32--H2O体系的沉锂母液。为提高沉锂过程锂资源的利用率,本研究对沉锂卤水体系的固液相平衡和热力学模型,以及沉锂母液的合理利用方案开展研究。研究成果可为沉锂过程的优化提供基础数据和模型支持。研究成果具体如下:(1)Li+,Na+//Cl-,CO32--H2O体系在高温下相平衡数据不足,采用等温溶解平衡法研究了Li+,Na+//Cl-,CO32--H2O四元体系在323.15K以及348.15K下的稳态相图。研究表明,323.15 K相图,存在5个单变量溶解度曲线,四个结晶区,以及两个零变量点。而在348.15K温度时,体系出现复盐Li2CO3·Na2CO3,存在7条单变量曲线,5个结晶区以及三个零变量点。(2)热力学物性研究,采用对称eNRTL模型,通过可以直接检测的饱和蒸气压,等压摩尔热容以及冰点等数据,拟合得到了二元子体系Na2CO3-H2O、Li2CO3-H2O所涉及的4组盐对-水的液相作用参数。通过三元体系全温相图,得到了三元子体系涉及的8组盐对-盐对的液相作用参数。(3)固相相平衡的热力学研究,通过二元体系溶解度,拟合得到了5个单盐的固相特征参数;通过三元体系全温相图,拟合得到了1个复盐的固相特征参数。(4)利用上述液相和固体的特征参数,对三元体系等温相平衡、多温图以及复盐Li2CO3·Na2CO3存在的温度区间进行了预测,对四元体系的等温相图进行了预测,预测结果取得了满足精度的结果。(5)基于上述研究提出沉锂母液的酸化法和循环法两套高效回收锂的工艺方案。
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