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一种锂云母添加磷酸铁锂提锂的工艺制造技术

技术编号:20347721 阅读:63 留言:0更新日期:2019-02-16 10:54
本发明专利技术公开了一种锂云母添加磷酸铁锂提锂的工艺,包括“锂云母配混‑静态逆流焙烧‑球磨浸出后加磷酸铁锂粉调PH值等”九个步骤。本发明专利技术的目的是提供一种锂云母添加磷酸铁锂提锂的工艺,该工艺方法环境友好、能耗低、生产成本低、排污量少,高效地实现资源综合利用,满足工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种锂云母添加磷酸铁锂提锂的工艺
本专利技术涉及稀有金属冶金
和二次资源回收利用
,具体涉及一种锂云母添加磷酸铁锂提锂的工艺。
技术介绍
中国江西省宜春市蕴藏有亚洲最大的锂云母资源,占中国锂资源储量的30%以上。过去,锂云母资源没有得到有效的利用,目前因新能源的兴起,锂需求量呈暴发式增长,才促使锂云母处于大规模的开发阶段,由于生产实践经验和技术积累的薄弱,锂云母提锂技术成为限制锂云母资源利用的瓶颈。基于锂云母的特性和浮选富集技术的限制,浮选后的锂精矿含锂低(平均含Li2O3.5%左右),成份复杂,可溶性杂质高。从江西锂厂加工锂云母提锂开始,几十年来,尽管国家投入了大量的人力、物力,汇集北京有色金属研究总院、中南大学等国内顶级研究机构和院校进行研发,开发了锂云母石灰石焙烧法、氯化物焙烧法、氟化物加硫酸焙烧法、硫酸盐焙烧法、硫酸焙烧法、以及氯化加压浸出法等一系列加工方法,但这些方法经过几年的实践检验都没有很好地解决锂回收率低、加工成本高、效益低、大量废渣无法处理等一系列难题,锂回收率一直徘徊在60%左右,比如,申请号为20131062598833,一种锂云母矿相重构提锂渣综合利用的方法的中国专利,往锂云母中添加硫酸钠和氯化钙在回转窑中焙烧。此工艺在江西省宜春市、赣州市、广东省韶关市等地的生产实践中效果不佳,主要问题是:1)旋窑结窑严重,使生产无法进行;2)此方法沿袭了锂云母氯化钙焙烧的通病,即氯化钙因为溶解度大,所以含锂溶液除钙非常困难,导致产品质量差,生产的初碳酸锂需要经过氢化、离子交换等工序深加工,才能达到质量要求。再比如,申请号为201010235150.2锂云母氟化学提锂工艺,此工艺是利用浓硫酸加氟化物与锂云母混合低温焙烧来破坏锂云母的含硅物质,使锂云母中的锂进入溶液中,此工艺存在以下问题:1)氟化物产生的氢氟酸和硫酸形成的混合酸对焙烧设备损坏严重;2)产生的含氟气体对环境影响很大;3)目标金属锂溶出的同时,其他非目标金属如硅、铁、铝等也大量溶出,导致除杂时渣量大,裹带的锂含量多,锂回收率很低,生产工艺复杂,经济效益较差。本申请人在总结以往经验的基础上,经过多年的努力,突破了锂云母焙烧易结窑、浸出液不溶性杂质高、易堵塞管道、沉淀率低、成本高、回收率低、废渣无法处理等诸多技术瓶颈,在全国首创了锂云母逆流静态焙烧提锂的新工艺,并拥有两项国家专利和一项技术专利(专利技术专利号为:ZL201710088594.X和ZL201710269968.8,技术专利号为ZL201720431640.7。本专利技术经过几年的生产实践证明,此方法切实可行,且环保节能。由于锂云母精矿的品位低,Li2O含量不足3.5%,用锂云母提锂的效率较差是困扰大多数用锂云母提锂厂家的一个难题,况且目前大量磷酸铁锂电池报废周期已到,急需处理。因此本专利专利技术人在本人拥有的锂云母提锂三个专利的基础上设计了将锂云母添加废磷酸铁锂联合提锂的新工艺,本工艺利用锂云母中锂价格低、磷酸铁锂含量高的特点(Li2O≥8.2%),经过工艺组合来达到提高效率、减少废渣和废水,从而达到提高企业效益的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种锂云母添加磷酸铁锂提锂的工艺,该工艺方法环境友好、能耗低、生产成本低、排污量少,高效地实现资源综合利用,满足工业化生产。为实现以上目的,本专利技术采用的技术方案是:一种锂云母添加磷酸铁锂提锂的工艺,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:锂云母配混:将锂云母精矿和硫酸钠、硫酸钡、硫酸铵、硫酸钙的一种或几种混合物,按锂云母︰硫酸盐=1︰0.10~0.40的比例添加3~15%的水混合均匀,在特制的压球机中压制成¢20~¢60的圆形球团,放置8h稍微收干水份就可以进入下一个工序;步骤2:静态、逆流焙烧:将步骤一制得球团放入固定式立窑中(该立窑为本专利技术人专利技术的技术专利,专利号为ZL201720431640.7)静态、逆流焙烧2h,焙烧时温度控制在900℃~950℃,然后在窑内中低温200℃~500℃保温3~6h,放出球团进入下一个工序;步骤3:球磨、浸出后加磷酸铁锂粉调PH值:将步骤二焙烧好的球团按固液比=1︰1.5~5加入水或洗渣水,在球磨机中磨成-150目占85%的矿浆,放入30m3~80m3的化合桶内,按矿重量的0.4~0.6倍加入浓硫酸,不加热的情况下反应20~60分钟,再加入废磷酸铁锂正极粉,加入量为焙烧矿的0.4~0.5倍,为了防止冒槽,正极粉要缓慢加入,加完后反应60~90分钟,检测PH值到1.5~2.5时反应终止;步骤4:过滤洗涤:将步骤三反应的浆料泵入自动厢式压滤机过滤,滤液进入下一个工序,滤渣再放入滤渣搅洗桶中搅洗再过滤,搅洗过滤1~3次后,检测渣含可溶锂小于0.02%~0.1%时,渣洗涤合格,洗涤液分别放入贮液桶中,渣放入渣库中,集中处理;步骤5:除磷、除铁、除铝:从步骤四得到的浸出液加入到除杂桶中加热到60~90℃,按每立方浸出液加入5~30kg,32%的双氧水氧化60~90分钟,然后再加Ca(OH)2,将PH值调到6~10,检测溶液中铁、铝、磷合格后,用压滤机过滤,过滤渣入渣库统一处理,溶液进入下一工序;步骤6:溶液除钙、镁:将步骤五得到的滤液放入除杂桶内,加热至75~90℃,加片碱将PH值调到12以上。反应30~60分钟后,检测钙、镁都合格后再过滤,滤渣入渣库统一处理,滤液进入下一工序;步骤7:除杂液浓缩:将步骤六得到的除杂液泵入贮液池,在四效蒸发器内蒸发浓缩,净化液浓缩至含氧化锂40~60g/l时,放入沉降池中冷却、沉淀;步骤8:沉淀碳酸锂产品:将步骤七浓缩后,在沉淀池中静置24h从沉淀池上部抽取上清液加入到沉锂釜中,再往釜中按锂摩尔比的1.1~1.6倍加入食品级纯碱固体粉末后,再按每立方液加入0.5~2kg的比例在釜中加入络合剂EDTA二钠,升温至70~95℃,搅拌60~150分钟,取样合格后,脱水、洗涤、干燥气流粉碎、磁选脱铁后得到碳酸锂产品。步骤9:沉锂尾水处理:将步骤八沉锂尾液、洗涤水泵入MVR蒸发器将溶液蒸发浓缩后,冷冻结晶铷矾、铯矾后的溶液加铝盐沉淀硫酸铝钾产品,溶液再浓缩、高温结晶,生产元明粉产品,冷凝水返回步骤四作为洗涤用水。优选的,所述的步骤1中,将按锂云母︰硫酸钙=1︰0.3的比例添加10%的水均匀。优选的,所述的步骤2中,然后在窑内低温400℃,保温4h。优选的,所述步骤3中,按矿重量的0.6倍加入浓硫酸,不加热的情况下反应45分钟,再加入废磷酸铁锂正极粉,加入量为焙烧矿的0.45倍。优选的,所述步骤4中,滤渣洗涤时采用渣和洗水逆流式洗涤,洗涤液的量和浸出液的量相等,保持水系平衡,避免水系膨胀。优选的,所述步骤5中,加入的Ca(OH)2为制成的乳剂,将PH值调到7.5。优选的,所述步骤6中,加片碱除钙镁时,如果PH值在12以上时,钙镁还未达标,可以加入20%的碳酸钠溶液,添加量按钙、镁摩尔量之和的1.5倍加入。优选的,所述步骤8在碳酸锂洗涤操作中,为了将钠离子、钾离子、硫酸根、氯根等可溶性物质洗涤达标,采用二次搅洗、三次自动离心机脱水的操作流程。优选的,浸出渣中由于含有大量的铁,因此,渣可作为生产水泥的原料。本专利技术的有益效果是:1、本专利技术中,锂云母焙烧时,焙烧添加本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种锂云母添加磷酸铁锂提锂的工艺,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:锂云母配混:将锂云母精矿和硫酸钠、硫酸钡、硫酸铵、硫酸钙的一种或几种混合物,按锂云母︰硫酸盐=1︰0.10~0.40的比例添加3~15%的水混合均匀,在特制的压球机中压制成¢20~¢60的圆形球团,放置8h稍微收干水份就可以进入下一个工序;步骤2:静态、逆流焙烧:将步骤一制得球团放入固定式立窑中静态、逆流焙烧2h,焙烧时温度控制在900℃~950℃,然后在窑内中低温200℃~500℃保温3~6h,放出球团进入下一个工序;步骤3:球磨、浸出后加磷酸铁锂粉调PH值:将步骤二焙烧好的球团按固液比=1︰1.5~5加入水或洗渣水,在球磨机中磨成‑150目占85%的矿浆,放入30m3~80m3的化合桶内,按矿重量的0.4~0.6倍加入浓硫酸,不加热的情况下反应20~60分钟,再加入废磷酸铁锂正极粉,加入量为焙烧矿的0.4~0.5倍,为了防止冒槽,正极粉要缓慢加入,加完后反应60~90分钟,检测PH值到1.5~2.5时反应终止;步骤4:过滤洗涤:将步骤三反应的浆料泵入自动厢式压滤机过滤,滤液进入下一个工序,滤渣再放入滤渣搅洗桶中搅洗再过滤,搅洗过滤1~3次后,检测渣含可溶锂小于0.02%~0.1%时,渣洗涤合格,洗涤液分别放入贮液桶中,渣放入渣库中,集中处理;步骤5:除磷、除铁、除铝:从步骤四得到的浸出液加入到除杂桶中加热到60~90℃,按每立方浸出液加入5~30kg,32%的双氧水氧化60~90分钟,然后再加Ca(OH)2,将PH值调到6~10,检测溶液中铁、铝、磷合格后,用压滤机过滤,过滤渣入渣库统一处理,溶液进入下一工序;步骤6:溶液除钙、镁:将步骤五得到的滤液放入除杂桶内,加热至75~90℃,加片碱将PH值调到12以上;反应30~60分钟后,检测钙、镁都合格后再过滤,滤渣入渣库统一处理,滤液进入下一工序;步骤7:除杂液浓缩:将步骤六得到的除杂液泵入贮液池,在四效蒸发器内蒸发浓缩,净化液浓缩至含氧化锂40~60g/l时,放入沉降池中冷却、沉淀;步骤8:沉淀碳酸锂产品:将步骤七浓缩后,在沉淀池中静置24h从沉淀池上部抽取上清液加入到沉锂釜中,再往釜中按锂摩尔比的1.1~1.6倍加入食品级纯碱固体粉末后,再按每立方液加入0.5~2kg的比例在釜中加入络合剂EDTA二钠,升温至70~95℃,搅拌60~150分钟,取样合格后,脱水、洗涤、干燥气流粉碎、磁选脱铁后得到碳酸锂产品;步骤9:沉锂尾水处理:将步骤八沉锂尾液、洗涤水泵入MVR蒸发器将溶液蒸发浓缩后,冷冻结晶铷矾、铯矾后的溶液加铝盐沉淀硫酸铝钾产品,溶液再浓缩、高温结晶,生产元明粉产品,冷凝水返回步骤四作为洗涤用水。...

【技术特征摘要】
1.一种锂云母添加磷酸铁锂提锂的工艺,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:锂云母配混:将锂云母精矿和硫酸钠、硫酸钡、硫酸铵、硫酸钙的一种或几种混合物,按锂云母︰硫酸盐=1︰0.10~0.40的比例添加3~15%的水混合均匀,在特制的压球机中压制成¢20~¢60的圆形球团,放置8h稍微收干水份就可以进入下一个工序;步骤2:静态、逆流焙烧:将步骤一制得球团放入固定式立窑中静态、逆流焙烧2h,焙烧时温度控制在900℃~950℃,然后在窑内中低温200℃~500℃保温3~6h,放出球团进入下一个工序;步骤3:球磨、浸出后加磷酸铁锂粉调PH值:将步骤二焙烧好的球团按固液比=1︰1.5~5加入水或洗渣水,在球磨机中磨成-150目占85%的矿浆,放入30m3~80m3的化合桶内,按矿重量的0.4~0.6倍加入浓硫酸,不加热的情况下反应20~60分钟,再加入废磷酸铁锂正极粉,加入量为焙烧矿的0.4~0.5倍,为了防止冒槽,正极粉要缓慢加入,加完后反应60~90分钟,检测PH值到1.5~2.5时反应终止;步骤4:过滤洗涤:将步骤三反应的浆料泵入自动厢式压滤机过滤,滤液进入下一个工序,滤渣再放入滤渣搅洗桶中搅洗再过滤,搅洗过滤1~3次后,检测渣含可溶锂小于0.02%~0.1%时,渣洗涤合格,洗涤液分别放入贮液桶中,渣放入渣库中,集中处理;步骤5:除磷、除铁、除铝:从步骤四得到的浸出液加入到除杂桶中加热到60~90℃,按每立方浸出液加入5~30kg,32%的双氧水氧化60~90分钟,然后再加Ca(OH)2,将PH值调到6~10,检测溶液中铁、铝、磷合格后,用压滤机过滤,过滤渣入渣库统一处理,溶液进入下一工序;步骤6:溶液除钙、镁:将步骤五得到的滤液放入除杂桶内,加热至75~90℃,加片碱将PH值调到12以上;反应30~60分钟后,检测钙、镁都合格后再过滤,滤渣入渣库统一处理,滤液进入下一工序;步骤7:除杂液浓缩:将步骤六得到的除杂液泵入贮液池,在四效蒸发器内蒸发浓缩,净化液浓缩至含氧化锂40~60g/l时,放入沉降...

【专利技术属性】
技术研发人员:谭春波
申请(专利权)人:谭春波
类型:发明
国别省市:湖南,43

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