苛性转化方法技术

本发明专利技术涉及从未煅烧的含锂硅酸盐中提取锂并从中回收锂盐的方法。在高压釜中加热未煅烧的含锂硅酸盐和苛性溶液的浆液以提供富锂方钠石相。富锂方钠石相用稀酸浸出以产生富锂母液。本发明专利技术还描述了处理富锂母液以回收诸如磷酸锂、碳酸锂、硫酸锂或氢氧化锂等锂盐的各种后续工艺。种后续工艺。种后续工艺。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】苛性转化方法


[0001]本专利技术涉及一种从含锂材料中回收锂的方法。具体地，本专利技术涉及一种从含锂硅酸盐中回收磷酸锂、碳酸锂或氢氧化锂的方法。

技术介绍

[0002]当前，全球供应的锂来自盐水或者硬岩矿床。
[0003]在前者中，通过太阳蒸发将锂浓缩成可溶性锂盐。由盐水生产的锂通常等级低，虽然由盐水生产的资本投入很高，但操作成本很低。
[0004]就硬岩矿床而言，常规的采矿和选矿技术用于生产高等级的α
‑
锂辉石(α
‑
锂辉石)精矿。可以从各种空气焙烧和石灰焙烧过程中获得工业级、电池级(99.5％)或高纯度(>99.9％)碳酸锂的锂化学品。
[0005]空气焙烧法包括首先进行爆破(>1000℃)以将α
‑
锂辉石转化为反应性更强的β
‑
多晶型物，然后在250℃使用硫酸进行硫酸化焙烧，然后在90℃下水浸出酸焙烧残渣将锂提取到溶液中。这种方法被广泛认为是从锂辉石中提取锂的“常规”方法。另一方面，石灰焙烧过程依赖于在>1000℃的温度下焙烧锂辉石和石灰，然后水浸出焙烧的物料(熟料)将锂提取到溶液中。人们还提出了通过用苏打加压浸出或氯化焙烧从α
‑
锂辉石中提取锂的其它方法。
[0006]所有这些过程都涉及能量密集的预高温焙烧步骤(即煅烧)。事实证明，与焙烧(煅烧)低品位锂精矿相关的高能源面临成本挑战。
[0007]因此，需要开发一种替代或改进的方法以从硅酸盐材料中回收锂，其避免焙烧(煅烧)等能源密集型加工步骤。
[0008]应当理解，如果在本文中引用了任何现有技术出版物，则该参考文献并不意味着承认该出版物构成了澳大利亚或任何其他国家的本领域公知常识的一部分。

技术实现思路

[0009]本专利技术提供了一种在不存在将α
‑
锂辉石转化为β
‑
锂辉石的初步焙烧步骤的情况下，从含锂材料(特别是从诸如锂辉石的含锂硅酸盐)中提取锂值的方法。本专利技术还提供了一种从含锂材料(特别是含锂硅酸盐)中回收碳酸锂或磷酸锂的锂值的方法。
[0010]根据本专利技术的第一方面，提供了一种从未煅烧的含锂硅酸盐中提取锂的方法，其包括以下步骤：a)在高压釜中加热未煅烧的含锂硅酸盐和苛性溶液的浆液以产生富锂方钠石相；以及b)用稀酸浸出富锂方钠石相，以产生富锂母液。
[0011]根据本专利技术的第二方面，提供了一种从未煅烧的含锂硅酸盐中回收锂盐的方法，其包括以下步骤：a)在高压釜中加热未煅烧的含锂硅酸盐和苛性溶液的浆液以产生富锂方钠石相；
b)用稀酸浸出富锂方钠石相以产生富锂母液；以及c)处理所述的母液以回收锂盐。
[0012]在一个实施方案中，所述的锂盐可以是碳酸锂、氢氧化锂、磷酸锂或硫酸锂。
[0013]在一个实施方案中，所述的浆液中固体的含量可以≤25wt％。
[0014]在另一个实施方案中，所述的苛性溶液包含30％
‑
60％w/w的NaOH。在另一个实施方案中，所述的苛性溶液包含30％
‑
60％w/w的KOH。
[0015]在一个实施方案中，将所述的浆液在高压釜中加热至200℃
‑
350℃，特别是250℃
‑
290℃。加热步骤可以进行1
‑
6小时，特别是2
‑
4小时。
[0016]在各种实施方案中，在加热所述的浆液以产生富锂方钠石相之后，所述的方法还包括在偏高的温度特别是≥80℃下用水稀释所述的浆液。所述的浆液可被稀释至10
‑
30％w/w NaOH或10
‑
30％w/w KOH。随后，所述的富锂方钠石相可以从稀释的浆液中分离出来。可以理解，分离的富锂方钠石相可以洗涤一次或多次，以除去残留的稀苛性溶液。
[0017]在一个实施方案中，在从稀释的浆液中分离出富锂方钠石相之后，分离后的稀苛性溶液可以用石灰浆处理以产生不溶的铝酸钙和硅酸钙，并且再生的苛性溶液可以循环至步骤a)。石灰浆可以是5
‑
50wt％的石灰，特别是30wt％的石灰。随后，可以从浆液中分离出不溶性铝酸钙和硅酸钙。
[0018]在另一个实施方案中，前述一次或多次洗涤液可用石灰浆处理以产生不溶性铝酸钙和硅酸钙。所述的石灰浆可以是5
‑
50wt％的石灰，特别是30wt％的石灰。可以从浆液中分离出不溶性铝酸钙和硅酸钙。
[0019]在另一个实施方案中，分离后的稀苛性溶液和前述一次或多次洗涤液可以合并并用石灰浆处理以产生不溶性铝酸钙和硅酸钙。石灰浆可以为5
‑
50wt％的石灰，特别是30wt％的石灰。可以从浆液中分离出不溶性铝酸钙和硅酸钙。
[0020]在一些实施方案中，不溶性铝酸钙和硅酸钙已被分离出来的分离和/或合并的苛性溶液可以浓缩和/或循环用作方法步骤a)的苛性溶液。在一些实施方案中，浓缩后的苛性溶液可以包括30
‑
60wt％的NaOH或KOH，特别是30
‑
40wt％的NaOH或KOH，以及0.1
‑
4g/L的Li。
[0021]所述的苛性溶液的苛性浓度可包括蒸发剩余液体一定时间，该时间足以使苛性浓度增加至所使用苛性溶液的饱和极限。在一些实施方案中，蒸发可在大气压或减压下进行。在一些实施方案中，蒸发的温度可为80
‑
150℃。
[0022]在各种实施方案中，用稀酸浸出富锂方钠石相在20
‑
90℃，特别是60
‑
80℃的温度下进行。浸出步骤的时间可以为30分钟
‑
24小时，特别是6
‑
12小时。
[0023]在一个实施方案中，稀酸包含HCl或H2SO4。稀酸的pH可以为2
‑
6，尤其是pH为4。
[0024]在一个实施方案中，富锂方钠石相和稀酸的浆液中的固体含量可≤50wt％。
[0025]在各种实施方案中，由富锂方钠石相至富锂母液的锂萃取率可>90％，特别是>95％。在一些实施方案中，富锂母液包含5
‑
25g/L Li，尤其是10
‑
15g/L Li。在一些实施方案中，在步骤b)中，可以回收至少一部分富锂母液用于使富锂方钠石相浆化，以增加所得的富锂母液的锂含量。
[0026]在各种实施方案中，在处理富锂母液以回收锂盐之前，该方法还包括从富锂母液中去除杂质。在一些实施方案中，从富锂母液中去除杂质的步骤包括向富锂母液中添加碱使富锂母液的pH>10。合适的碱包括但不限于氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、石灰、氨或上
述两种或多种的组合。可以理解，杂质可以通过过滤来分离。
[0027]在一些实施方案中，在从富锂母液中去除杂质之后，该方法还可包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种从未煅烧的含锂硅酸盐中提取锂的方法，包括以下步骤：a)在高压釜中加热未煅烧的含锂硅酸盐和苛性溶液的浆液以产生富锂方钠石相；以及b)用稀酸浸出富锂方钠石相以产生富锂母液。2.一种从未煅烧的含锂硅酸盐中回收锂盐的方法，包括以下步骤：a)在高压釜中加热未煅烧的含锂硅酸盐和苛性溶液的浆液以产生富锂方钠石相；b)用稀酸浸出富锂方钠石相以产生富锂母液；以及c)处理富锂母液以回收锂盐。3.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中浆液中的固体含量可以≤25wt％。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的方法，其中所述的苛性溶液包含30％
‑
60％w/w的NaOH或30％
‑
60％w/w的KOH。5.如权利要求1
‑
4任一项所述的方法，其中浆液在高压釜中加热至200℃
‑
350℃。6.如前述权利要求任一项所述的方法，其中浆液加热的时间为1
‑
6小时。7.如前述权利要求任一项所述的方法，其中在加热所述的浆液以产生富锂方钠石相之后，所述方法还包括用水稀释所述的浆液。8.如权利要求7所述的方法，其中浆液被稀释至10
‑
30％w/w NaOH或10
‑
30％w/w KOH。9.如权利要求7或8所述的方法，其中从稀释的浆液中分离得到富锂方钠石相。10.如权利要求9所述的方法，其中将分离的富锂方钠石相洗涤一次或多次，以除去残留的稀苛性溶液。11.如权利要求9所述的方法，其中将分离的稀苛性溶液用石灰处理以产生不溶性铝酸钙和硅酸钙。12.如权利要求10所述的方法，其中合并一次或多次洗涤液并用石灰处理以产生不溶性铝酸钙和硅酸钙和再生苛性溶液用于循环至步骤a)。13.如权利要求9或10所述的方法，其中合并分离后的稀苛性溶液和一次或多次洗涤液并用石灰处理以产生不溶性铝酸钙和硅酸钙。14.如权利要求11
‑
13任一项所述的方法，其中石灰可包括包含5
‑
50wt％的石灰的石灰浆。15.如权利要求11或13所述的方法，其中从浆液中分离出不溶性铝酸钙和硅酸钙。16.如权利要求15所述的方法，其中增大分离的稀苛性溶液和/或合并的洗涤液的苛性浓度，并且所述的溶液和/或洗涤液循环用作该方法步骤a)中的苛性溶液。17.如权利要求16所述的方法，其中浓缩后的苛性溶液和/或合并的洗涤液包括30
‑
60wt％NaOH或KOH和0.1
‑
4g/L Li。18.如权利要求16或17所述的方法，其中增大所述的苛性溶液的浓度包括在大气压或减压下，80
‑
150℃温度下蒸发该苛性溶液。19.如前述权利要求任一项所述的方法，其中用稀酸浸出富锂方钠石相在20
‑
80℃的温度下进行。20.如前述权利要求任一项所述的方法，其中浸出步骤进行30min
‑
80小时。21.如前述权利要求任一项所述的方法，其中稀酸包含HCl或H2SO4。22.如前述权利要求任一项所述的方法，其中稀酸的pH为2
‑
6。23.如前述权利要求任一项所述的方法，其中富锂方钠石相和稀酸的浆液中的固体含
量≤50wt％。24.如前述权利要求任一项所述的方法，其中从...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：澳大利亚核科学技术组织，
类型：发明
国别省市：