一种从锂云母精矿提取锂的方法技术

本发明专利技术公开了一种将锂云母精矿活化焙烧硫酸浸出提取单水氢氧化锂及碳酸锂的工艺。该工艺是将锂云母精矿与硫酸钙、重晶石矿粉或硫酸钡返渣加水混和，在优选的焙烧炉中用适当的温度、在适当的时间下焙烧，焙烧料经过磨粉、硫酸浸出，浸出液经过一次除杂、浓缩、二次除杂得到LiOH完成液，该完成液经过二次结晶、一次饱和液洗涤得到单水氢氧化锂产品，单水氢氧化锂结晶母液和洗涤液加纯碱沉淀得到碳酸锂产品。该工艺能从锂云母精矿中有效分离出锂，生产出合格的单水氢氧化锂及碳酸锂产品。该工艺能耗低，流通物料少，生产成本低，排污量少，环境友好，高效实现了资源化综合利用，满足了工业化生产。

Method for extracting lithium from lithium mica concentrate

The invention discloses a process for the lithium mica activated roasting sulfuric acid leaching extraction of lithium carbonate and lithium hydroxide monohydrate. This is the process of the lithium mica powder and calcium sulfate, barium sulfate or spar return slag mixed with water, preferably in a roasting furnace with proper temperature, roasting at the appropriate time, calcine after milling, sulfuric acid leaching, leaching solution after an impurity removal and concentration, the two impurity LiOH complete solution, the complete solution after two times of crystallization, a saturated liquid washing to obtain lithium hydroxide monohydrate, lithium hydroxide monohydrate crystallization solution and washing solution with soda ash precipitation of lithium carbonate products. The process can effectively separate from lepidolite lithium, the production of qualified products and lithium hydroxide monohydrate. The process has the advantages of low energy consumption, small circulation material, low production cost, small amount of sewage discharge, friendly environment, high efficiency, and comprehensive utilization of resources so as to meet the industrialized production.

【技术实现步骤摘要】
一种从锂云母精矿提取锂的方法
本专利技术属于从锂矿石中提取有价锂化合物的
，具体涉及从锂云母精矿中通过活化焙烧、硫酸浸出、制备单水氢氧化锂及碳酸锂的工艺。
技术介绍
锂广泛用于电池工业、陶瓷业、玻璃行业、铝工业、润滑剂、制冷剂、核工业及光电行业等新兴领域。其中单水氢氧化锂和碳酸锂是两种最重要的锂化合物，其他工业锂产品基本都是这两种化合物的下游产品。江西省宜春市锂云母矿石储藏量为亚洲第一，占全国锂储量的30％以上。目前，锂云母矿石除少量用于提取锂外，大部分都很廉价地销售给玻璃厂、陶瓷厂做原料，锂云母资源没有全部得到高附加值的利用。工业上金属锂冶炼方法主要分为两类：一类是从卤水中提锂，富集卤水中的锂，最终转型制备单水氢氧化锂、碳酸锂、硫酸锂等锂盐产品；另一类方法是矿石提锂，主要是对含锂矿石-锂辉石和锂云母的火法或湿法处理，破坏其原有脉石结构，使其中的Li2O以可溶锂盐的形式溶解出来，可以得到诸如单水氢氧化锂、碳酸锂、硫酸锂等形式的锂盐。但是，由于国内盐湖卤水中大部分具有低镁锂比的特点，开发难度大，而从锂辉石和锂云母中提锂具有物料流通量小、生产效率高、能耗低、锂的回收率高等优点，所以目前以锂辉石和锂云母为原料提锂是广泛采用的方法。现有技术中，从锂云母中提取锂的方法主要有石灰焙烧法、硫酸盐法和压煮法。石灰焙烧法是将CaO与锂云母混合后再经高温焙烧、酸浸出，再经沉降、过滤、净化、除杂、蒸发、结晶、干燥得到一水氢氧化锂。压煮法是将锂云母和氯化钠在高压、高温条件下发生液相反应，随后在经浸出、净化、蒸发、沉淀制得碳酸锂。硫酸盐法是将锂云母与硫酸钾等辅料混合，高温焙烧、球磨、浸出、净化、蒸发、沉淀制备碳酸锂。对锂云母进行焙烧活化对锂的回收率具有重要影响，现有技术报道了一些焙烧改进工艺。例如，公开号为CN104649302A的中国专利文献公开了一种从铁锂云母中获取碳酸锂的方法，该方法包括将铁锂云母与焙烧剂进行混合，然后焙烧，再用水浸出获取浸出液，将浸出液净化除杂后冷冻析钠再浓缩，在浓缩液中加入碳酸钠以获取碳酸锂沉淀以及含钾、铷、铯的溶液；该现有技术公开了一种焙烧剂，具体为硫酸钠、硫酸钾、硫酸钙；氯化钠、氯化钾、氯化钙。该现有技术由于在焙烧剂中添加了大量的钾、钠的硫酸盐或氯化物，再加上锂云母矿本身又含有大量的钾、钠、铷、铯等可溶性物质，在生产过程中，这些可溶杂质大部分会随锂一起浸出来，形成接近饱和的复盐，给过滤、洗涤带来困难，温度稍低会产生结晶并造成输送泵及管道的堵塞。在可溶性杂质利用冷却结晶的方法除去时，要消耗大量的能源及人力，使生产成本升高，结晶出来的大量复盐会夹带着大量的锂，使锂的回收率降低。另外，由于大量可溶性杂质的加入，在溶液蒸发浓缩操作过程中，短时间内会有大量的复盐结晶出来导致沉淀碳酸锂的完成液含锂浓度低(Li2O≤30g/L)，使沉淀剂碳酸钠的消耗增大，锂的沉淀率低且直收率只有65％左右，其余35％低含量的锂溶液还需要返回前面流程重复循环，使生产成本升高，造成了虽然锂的浸出率较高，但回收率较低，加工费用高，效益不佳的结果。再如，公开号为CN1827527A的中国专利文献公开了一种从锂云母矿中提锂制备Li2CO3的方法，是将含Li2O为4.0％-4.5％锂云母矿按一定比例加入CaF、CaSO4、CaO、Na2SO4等辅料，于一定温度下进行焙烧后，碾磨，用稀酸水溶液进行浸出，再将浸出液加入Na2CO3沉淀Li+，形成Li2CO3沉淀，过滤，干燥后得到产品Li2CO3。该现有技术在焙烧中添加了CaF，而CaF作为一种冶炼溶剂，会使焙烧物料在低温下熔融，产生物料包裹，使焙烧无法进行，氟化物的加入会产生大量有害的氟化氢气体，对环境影响较大；CaO的加入会使浸出过程中硫酸的消耗增大，促使杂质浸出更多，给后面的过滤、洗涤增加困难；加入Na2SO4焙烧后，使溶液中不溶性杂质增多。如该技术所述，用于沉淀碳酸锂的完成液(Li2SO4溶液)Li2O含量15～30g/L，(锂辉石硫酸法生产碳酸锂用于沉淀碳酸锂的完成液(Li2SO4溶液)Li2O含量≥100g/L时，其锂的沉淀率才达到85％左右)，在含Li2O如此低的条件下，每生产1吨碳酸锂消耗碳酸钠达到了3吨以上，(锂辉石硫酸法生产1吨碳酸锂消耗碳酸钠1.7吨)，沉锂母液含Li2O≥5g/L，锂的一次回收率60％～65％，锂的综合回收率也只能达到65％左右，因此该技术效率低，综合效益差。现有的锂云母提锂的方法还存在一些技术问题，例如石灰石法渣量大、能耗高、回收率低、生产成本高等缺点，较少采用。硫酸盐法普遍存在焙烧过程炉料极易出现部分熔融和烧结，锂的转化率低、可溶性杂质高、成本高、回收率低等问题。锂云母提锂套用锂辉石硫酸法提锂的成熟工艺，其效果也不理想，是因为锂云母精矿中的可溶性杂质(钠、钾、铷、铯等)总量是锂辉石精矿的5～6倍，如果在锂云母提锂过程中，采用硫酸低温焙烧或加入大量硫酸直接浸出的方法，虽然锂的转化率较高，但同时也会使锂云母中大量的可溶性杂质进入溶液，蒸发浓缩过程中，在锂含量较低时就会结晶出大量的复盐，给生产造成诸多困难，复盐会夹带大量的锂，影响锂的综合回收率，由于溶液中的锂含量难以提高，会导致在沉锂过程中沉淀剂消耗高，沉淀效率低。这就是为什么锂辉石硫酸法生产碳酸锂综合回收率都在90％以上，而锂云母硫酸法生产碳酸锂综合回收率只有60％～65％的原因所在。鉴于锂云母精矿成份复杂、含锂品位低、可溶性杂质高等原因，急需一种简单、可靠、有效解决锂云母高温转化时物料熔融、可溶性杂质易形成饱和复盐、低浓度锂离子沉淀效率低等难题的高回收率、低成本的提取锂工艺。
技术实现思路
为克服现有技术普遍存在的流通物料量大、焙烧过程炉料易熔融、锂的转化率低、可溶性杂质高、综合回收率低等问题，本专利技术提供了一种从锂云母精矿提取锂的方法，旨在提升锂云母精矿锂的转化、浸出率和综合回收率。锂云母精矿成份复杂、含锂品位低，一直以来没有一种高回收率、低成本的成熟工艺，锂云母在提锂过程中普遍存在高温转化时物料熔融、锂转化率和浸出率低、可溶性杂质易形成饱和复盐、用于沉锂的溶液锂含量低、沉淀剂消耗高以及沉淀效率低等问题，开发一种可解决这一系列问题的工艺是本领域急需攻克的技术难题。本专利技术人通过大量研究发现，总结出锂云母矿具有三个显著的特点：①含锂品位低，②成份复杂，③可溶性杂质含量高。本专利技术人围绕这几个特点精心设计了提锂工艺流程，取得了很好的效果：本专利技术技术方案如下：一种从锂云母精矿提取锂的方法，将重量比为0.5～1.5∶0.1～0.35∶0.1～0.3的锂云母精矿、硫酸钙、硫酸钡源混合、调浆得混合料；混合料再在850～950℃下焙烧1.5～2h得焙烧料；所述的焙烧料经磨粉、硫酸浸出处理得浸出液；随后将浸出液进行除杂处理得LiOH完成液；所述的LiOH完成液经过结晶、洗涤得到单水氢氧化锂。本专利技术人通过大量研究发现，采用本专利技术所述的锂云母精矿、硫酸钙、硫酸钡源的组分并协同配合于所述重量比的控制，可使物料的熔点升高至约950℃以上，从而改善物料的焙烧性能，避免锂云母高温转化时物料熔融的难题；此外，再协同配合于所述的焙烧温度及时间，可大幅度提升锂云母精矿中锂的转化率，且物料无需多次焙烧，工艺更简单，生产过程中流通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从锂云母精矿提取锂的方法，其特征在于，将重量比为0.5～1.5∶0.1～0.35∶0.1～0.3的锂云母精矿、硫酸钙、硫酸钡源混合、调浆得混合料；混合料再在850～950℃下焙烧1.5～2h得焙烧料；所述的焙烧料经磨粉、硫酸浸出处理得浸出液；随后将浸出液进行除杂处理得LiOH完成液；所述的LiOH完成液经过结晶、洗涤得到单水氢氧化锂。

【技术特征摘要】
1.一种从锂云母精矿提取锂的方法，其特征在于，将重量比为0.5～1.5∶0.1～0.35∶0.1～0.3的锂云母精矿、硫酸钙、硫酸钡源混合、调浆得混合料；混合料再在850～950℃下焙烧1.5～2h得焙烧料；所述的焙烧料经磨粉、硫酸浸出处理得浸出液；随后将浸出液进行除杂处理得LiOH完成液；所述的LiOH完成液经过结晶、洗涤得到单水氢氧化锂。2.如权利要求1所述的从锂云母精矿提取锂的方法，其特征在于，对结晶过程分离得到的结晶母液和/或洗涤过程的洗涤液进行碳化处理，制得碳酸锂。3.如权利要求1或2所述的从锂云母精矿提取锂的方法，其特征在于，所述的硫酸钡源为硫酸钡、以硫酸钡为主要成分的矿石、除杂过程产生的硫酸钡返渣中的至少一种。4.如权利要求1～3任一项所述的从锂云母精矿提取锂的方法，其特征在于，所述的除杂过程为：用石灰乳调节浸出液的pH值为7～8，进行一次除杂；一次除杂分离得到的液体与H2O2、Ba(OH)2反应后再用氢氧化锂调控pH至12～13，进行二次除杂；二次除杂过滤收集的滤渣为硫酸钡返渣；滤液为LiOH完成液。5.如权利要求1～4任一项所述的从锂云母精矿提取锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)：物料配混：将所述重量比的锂云母精矿、硫酸钙、硫酸钡源与占混合料重量3％～20％的水混合、调浆得所述的混合料；所述的硫酸钡源为硫酸钡，和/或以硫酸钡为主要成分的矿石，和/或步骤(4)循环套用的硫酸钡返渣；步骤(2)：焙烧浸出：将步骤(1)制得的混合料置于焙烧炉中焙烧得焙烧料，焙烧料经磨粉后与硫酸溶液接触反应；随后依次加入净化渣、碳酸钙，将溶液体系的pH值调到4～6；再后进行固液分离，得浸出液；所述的净化渣为套用自一次除杂和/或二次除杂固液分离得到的固体；步骤(3)：一次除杂：用石灰乳将步骤(2)的浸出液pH值调至7～8进行一次除杂，随后进行固液分离处理，得到的固体选择性用作步骤(2)的净化渣循环套用，得到的溶液浓缩得浓缩液，其中浓缩液含Li2O40～60g/L；步骤(4)：二次除杂：将步骤(3)得到的浓缩液进行固液分离，其中，固液分离的固体选择性用作步骤(2)的净化渣循环套用；固液分离的液体经H2O2处理后再与Ba(OH)2反应，反应后调节溶液体系pH为12～13；然后进行过滤处理，其中，滤渣为硫酸钡返渣；滤液为LiOH完...

【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