一种从含锂矿石中提锂的方法技术

本发明专利技术涉及一种从含锂矿石中提锂的方法，该方法为：将含锂矿石与添加剂混合后进行研磨，研磨过程中含锂矿石得到机械化学活化，研磨后得到的混合物中含有水溶性含锂的络合物；用浸出剂浸出混合物中的锂，固液分离后得到含锂的浸出液和浸出渣。本发明专利技术能够对含锂矿石中的锂元素实现95％以上的提取，其浸出率最高可达到99％以上。经过后续处理获得了纯度达到了99.9％的高纯碳酸锂，可以和电池生产工艺相衔接，产品直接用于锂电池生产中。本发明专利技术从含锂矿石中提锂的过程中是在较低温度下进行的，对设备的要求很低，同时降低了生产能耗与成本，减少了生产过程的安全隐患，提升了整个回收工艺的生产效率，具有良好的应用前景。

A method of extracting lithium from lithium containing ores

The present invention relates to a method of extracting lithium from lithium ores. The method is that the lithium ore is mixed with additives to be lapped. The lithium-containing ore is mechanically activated during the grinding process. The mixture contains a water soluble lithium complex in the mixture, and the lithium in the mixture is leached with a leaching agent. After solid liquid separation, the lithium ore is separated. The leaching solution and leaching residue of lithium are obtained. The invention can achieve more than 95% extraction of lithium elements in lithium bearing ores, and the leaching rate can reach more than 99%. The high purity lithium carbonate with purity of 99.9% has been obtained through subsequent processing, which can be connected with the production process of the battery, and the product is directly used in the production of lithium batteries. In the process of lithium extraction from lithium ore, the invention is carried out at lower temperature, low demand for equipment, low energy consumption and cost of production, reduce the hidden danger of safety in production process, improve the production efficiency of the whole recovery process, and have good application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种从含锂矿石中提锂的方法
本专利技术属于金属冶炼
，具体涉及一种从含锂矿石中提锂的方法。
技术介绍
锂元素是重要的稀有金属元素，由于其在元素周期表中特殊的碱金属位置，使它拥有很多元素所不具有的物理和化学性质。随着近年来锂电池、锂合金、核聚变反应电站及航空航天工业发展的需要，世界各国都很重视锂工业的发展。目前含锂矿物主要有：锂云母、锂辉石、透锂长石、锂磷铝石、铁锂云母等，其中锂云母和锂辉石最有开发价值。目前主要的从含锂矿石中提锂的方法有石灰石法、硫酸法、硫酸盐法、氯化焙烧法、压煮法和气-固相反应法。石灰石法主要是将含锂矿石与石灰石混合烧结后，经球磨、浸出、除杂、沉淀最终得到碳酸锂产品，因能耗高、锂回收率低很难扩大生产规模。硫酸法是固体锂矿物提锂的主要方法，一般经高温脱氟、硫酸焙烧、入水浸出、净化除杂、沉淀得到产品碳酸锂。硫酸盐法为硫酸盐与锂精矿按比例混合煅烧，经细磨、浸出、除杂后得到碳酸锂。氯化焙烧包括中温氯化和高温氯化法，利用氯化盐与锂矿中的金属转化为可溶性氯化物，经水浸、除杂得到锂产品。压煮法利用加压反应，再经过滤除杂等得到锂产品，该法因氯化物腐蚀性强，对设备要求较高。气-固反应法利用气体在高温下与含锂矿石搅拌催化反应后浸出，锂的浸出率很高。CN104313349A公开了一种从锂云母中提取锂盐的方法，其步骤为：将锂云母矿料与CaO和Ca(CH3COO)2混合球磨后，在等离子发生器中煅烧；将焙烧料在加压状态和稀硫酸溶液和硫酸氨反应，控制酸浸温度为85-100℃，得固液混合物，降温冷冻，分离钾铷铯矾，过滤，加碱，除杂，沉锂制锂盐。此种方式中涉及的等离子焙烧在产业化过程存在高温耗能、提高成本的问题，且加压状态的85-100℃的酸浸过程对设备要求较高，产业化实现存在安全、成本等问题。CN104876250A公开了一种硫酸处理锂云母提锂除铝的方法，所述回收方法经历锂云母机械活化、硫酸200-300℃分段连续浸出处理有价金属元素、中温烧结、尾气回收、常温水浸提取硫酸盐等步骤。然而，此种中的硫酸200-300℃分段连续浸出在操作上因温度较高存在较难控制和安全问题。CN103320626A公开了一种从锂云母矿中回收锂、铷和/或铯的方法与系统，所述方法通过球磨、焙烧锂云母将锂、铷、铯由难溶性的铝硅酸盐转变成可溶性的硫酸盐，通过酸浸把锂、铷、铯从焙烧料浸出到溶液中，利用萃取除去铁、铝、锰、镁等杂质，再用碳酸钠沉淀制备碳酸锂，制备碳酸锂后剩下的母液用硫酸在中和后浓缩回收硫酸盐，回收硫酸盐返回配料，最后利用萃取法回收母液中的锂、铷、铯。然而，此种方法涉及到高温焙烧所引起的而环境污染和耗能较高的问题。在目前的含锂矿石提锂工艺中，一般都采用高温焙烧或者高温、高压浸出的方法，然而，高温、高压均会引起高能耗问题，并且存在安全隐患，给含锂矿石提锂产业化带来一定的挑战。因此亟需一种较低温度条件下的从含锂矿石中高效提锂工艺。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种较低温度条件下短程、高效的从含锂矿石中提锂工艺。利用加入特殊添加剂再进行研磨的方法，完成了机械化学活化，使含锂矿石中的锂转化到水溶性络合物中，再经过浸出处理，进而实现对含锂矿石中95％以上锂元素的浸取。经过后续处理回收的碳酸锂纯度达99.9％，处理成本低，工艺简单，并且不存在高温焙烧及高温高压浸出安全隐患，具有良好的应用前景。本专利技术如无特殊说明，所述高纯碳酸锂是指纯度为99wt.％以上的碳酸锂。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种从含锂矿石中提锂的方法，所述方法包括以下步骤：(1)将含锂矿石与添加剂混合后进行研磨，研磨过程中含锂矿石得到机械化学活化，研磨后得到的混合物中含有水溶性含锂的络合物；(2)用浸出剂浸出步骤(1)得到的混合物中的锂，固液分离后得到含锂的浸出液和浸出渣。本专利技术通过将含锂矿石与添加剂混合后进行研磨，在机械活化过程中添加剂和含锂矿石中的锂元素发生化学作用，形成稳定的水溶性含锂的络合物，然后对锂元素进行浸出，能够对含锂矿石中的锂元素实现95％以上的浸出，提高了回收效率。与传统的高温焙烧或者高温高压浸出相比，本专利技术在较低温度下进行浸出，对设备的要求降低，减少了生产过程的安全隐患，同时降低了生产能耗与成本。选用上述技术方案即可实现对含锂矿石中锂元素的高效提取，其提取率达到了95％以上。将锂元素从含锂矿石中提取到浸出液后，根据要求的产物不同可以选用本领域公知的各种技术手段对其进行处理，以获得所需的含锂产物并加以利用，对此不再赘述。示例性的，本专利技术选用制备碳酸锂的工艺路线对含锂浸出液进行处理，处理后可以得到直接用于电池生产的99.9％高纯碳酸锂，但非仅限于此。本专利技术中机械化学活化指机械力和化学场的综和，即通过研磨的方式使含锂矿石与添加剂在受到机械力作用的同时发生化学反应，最终将锂从含锂矿石中转化到水溶性络合物中。本专利技术中所述含锂矿石为含有锂元素的矿石，如锂云母、锂辉石、透锂长石、锂磷铝石或铁锂云母等。本专利技术中，所述含锂矿石在与添加剂混合前还需要对其进行干燥，所述干燥的温度为50-200℃，例如可以是50℃、80℃、100℃、120℃、150℃、180℃、或200℃，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。本专利技术中所述干燥的时间为6-24h，例如可以是6h、8h、10h、12h、14h、16h、18h、20h、22h或24h，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。根据本专利技术，步骤(1)所述添加剂为磷酸盐、氨基羧酸及其金属盐、有机膦酸及其金属盐或羟基羧酸及其金属盐中的任意一种或至少两种的组合，例如可以是磷酸盐、氨基羧酸、氨基羧酸的金属盐、有机膦酸、有机膦酸的金属盐、羟基羧酸或羟基羧酸的金属盐中的任意一种，典型但非限定性的组合为：磷酸盐和氨基羧酸，磷酸盐和氨基羧酸的金属盐，有机膦酸和羟基羧酸，有机膦酸和羟基羧酸的金属盐，有机膦酸及其金属盐，磷酸盐和有机膦酸，磷酸盐、羟基羧酸和有机膦酸的金属盐，氨基羧酸和有机膦酸，氨基羧酸和羟基羧酸的金属盐，氨基羧酸、氨基羧酸的金属盐和有机膦酸，磷酸盐、氨基羧酸和有机膦酸，磷酸盐、氨基羧酸的金属盐、有机膦酸和羟基羧酸的金属盐等，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举。根据本专利技术，所述磷酸盐为三聚磷酸钠、多聚磷酸钠、六偏磷酸钠或焦磷酸钠中的任意一种或至少两种的组合，例如可以是三聚磷酸钠、多聚磷酸钠、六偏磷酸钠或焦磷酸钠中的任意一种，典型但非限定性的组合为：三聚磷酸钠和多聚磷酸钠，六偏磷酸钠和焦磷酸钠，三聚磷酸钠和六偏磷酸钠，三聚磷酸钠和焦磷酸钠，多聚磷酸钠和六偏磷酸钠，多聚磷酸钠和焦磷酸钠，三聚磷酸钠、多聚磷酸钠和六偏磷酸钠等。根据本专利技术，所述氨基羧酸为乙二胺四乙酸、氨川三乙酸、二乙撑三胺五二酸、N-β-羟基乙基乙二胺三乙酸或乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸中的任意一种或至少两种的组合，例如可以是乙二胺四乙酸、氨川三乙酸、二乙撑三胺五二酸、N-β-羟基乙基乙二胺三乙酸或乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸中的任意一种，典型但非限定性的组合为：乙二胺四乙酸和氨川三乙酸，二乙撑三胺五二酸和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从含锂矿石中提锂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将含锂矿石与添加剂混合后进行研磨，研磨过程中含锂矿石得到机械化学活化，研磨后得到的混合物中含有水溶性含锂的络合物；(2)用浸出剂浸出步骤(1)得到的混合物中的锂，固液分离后得到含锂的浸出液和浸出渣。

【技术特征摘要】
1.一种从含锂矿石中提锂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将含锂矿石与添加剂混合后进行研磨，研磨过程中含锂矿石得到机械化学活化，研磨后得到的混合物中含有水溶性含锂的络合物；(2)用浸出剂浸出步骤(1)得到的混合物中的锂，固液分离后得到含锂的浸出液和浸出渣。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述添加剂为磷酸盐、氨基羧酸及其金属盐、有机膦酸及其金属盐或羟基羧酸及其金属盐中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述磷酸盐为三聚磷酸钠、多聚磷酸钠、六偏磷酸钠或焦磷酸钠中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述氨基羧酸为乙二胺四乙酸、氨川三乙酸、二乙撑三胺五二酸、N-β-羟基乙基乙二胺三乙酸或乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述有机膦酸为氨基三亚甲基膦酸、羟基乙叉二膦酸、乙二胺四甲叉膦酸或二乙烯三胺五亚甲基叉膦酸中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述羟基羧酸为葡萄糖酸、聚丙烯酸、马来酸或柠檬酸中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述金属盐为钠盐、钾盐或锂盐中任意一种或至少两种的组合。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述含锂矿石与添加剂的质量比为1:(0.1-10)，优选为1:(0.1-5)。4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述研磨为有研磨介质研磨或无研磨介质研磨；优选地，所述有研磨介质研磨是在球磨机、柱磨机、棒磨机、管磨机或DMC磨机中的任意一种磨机中进行的；优选地，所述有研磨介质研磨过程中，含锂矿石和添加剂的总质量与研磨介质的质量之比为1:(5-100)，优选为1:(15-60)；优选地，所述无研磨介质研磨是在自磨机、旋臼式辊磨机、立磨、多层立磨或立式辊磨机中的任意一种磨机中进行的；优选地，步骤(1)所述研磨的速度为50-580r/min，优选为300-550r/min；优选地，步骤(1)所述研磨的时间为5-720min，优选为30-360min。5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述浸出剂为硫酸、盐酸、硝酸或碳原子数目小于5的有机酸中的任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(2)所述浸出的温度为-5-100℃，优选为10-50℃；优选地，步骤(2)所述浸出的时间为0.5-72h，优选为5-24h；优选地，步骤(2)所述浸出剂的浓度为0.5-7mol/L，优选...

【专利技术属性】
技术研发人员：林晓，高文芳，孙峙，宋佳丽，曹宏斌，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11