利用低温超声辅助沉淀技术提高从盐水中回收锂和去除镁的效率

《ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING》：Enhancing Lithium Recovery and Magnesium Removal from Brine Using Low-Temperature Ultrasonic-Assisted Precipitation

高效分离盐水中镁锂的关键技术在于超声辅助沉淀法，该低温工艺使锂回收率从75.7%提升至99.83%，镁锂比降至0.007，通过降低反应活化能（6.645 kJ/mol）并改变硅酸镁晶体结构（SEM/XRD证实），有效解决锂被包裹在镁硅酸盐沉淀物中的难题。

　　

摘要

从盐水中有效分离镁和锂对于生产高纯度锂化合物至关重要。本研究提出了一种低温超声辅助沉淀方法，以提高锂的回收率同时尽量减少镁的污染。一个常见的问题是锂会被镁沉淀物捕获，这会显著降低滤液中的锂离子浓度。使用硅酸钠作为絮凝剂后，通过超声处理帮助释放被捕获的锂。结果表明，在45°C下经过15分钟的超声处理后，锂的回收率从75.7%（无超声处理时）提高到了99.83%。Mg/Li比值从无超声处理时的0.322降低到30°C时的0.007和45°C时的0.032。根据二级反应动力学模型，这些结果得到了支持：超声处理下的沉淀活化能为6.645 kJ/mol，而无超声处理下的沉淀活化能为122.240 kJ/mol。FE-SEM分析显示，无超声处理时硅酸钠形成的颗粒为大型中空结构，而超声处理下形成的颗粒为小型非中空结构。XRD结构分析表明，锂被捕获在MgSiO₃、CaSiO₃和CaMgO₆Si₂的复杂沉淀物中，并伴有LiCl相。这些结果表明，超声辅助沉淀法在分离镁和锂方面非常有效，能够获得锂富集且镁杂质含量极低的盐水，从而更适合用于合成高纯度锂化合物。研究强调，尽管硅酸钠有助于镁的沉淀，但超声处理仍然是必要的，以减少锂因被硅酸盐基质捕获而造成的损失。