一种活化水溶法从富锂黏土中提取碳酸锂联产铝硅酸钠的方法技术

本发明专利技术涉及一种活化水溶法从富锂黏土中提取碳酸锂联产铝硅酸钠的方法，其包括：将富锂黏土与碱、熔出剂混合均匀后，研磨成粉末，进行焙烧，得到焙烧熟料；加水反应后，过滤分离，得到第一水浸液和水浸渣，在第一水浸液中加入铝酸钠或硅酸钠后进行陈化后，过滤，得到第二水浸液和铝硅酸钠沉淀；向第二水浸液中通入二氧化碳气体，之后将溶液进行过滤分离，得到碳酸锂产品和碳分母液；将碳分母液加热，待完全蒸干后，将所得结晶作为碱可循环利用。本发明专利技术提供的方法，具有操作方法简单易行、对设备无特殊要求、工艺参数可控性好、绿色环保、不排废水、成本低、获得产品的质量高、经济效益好等优点，为富锂黏土的开发利用开辟了新的途径。为富锂黏土的开发利用开辟了新的途径。

【技术实现步骤摘要】
一种活化水溶法从富锂黏土中提取碳酸锂联产铝硅酸钠的方法


[0001]本专利技术涉及一种活化水溶法从富锂黏土中提取碳酸锂联产铝硅酸钠的方法，属于冶金、矿产利用


技术介绍

[0002]锂，被称为“高能金属”、“能源金属”和“促进世界进步的金属”，广泛应用于新能源开发、核工业、航空航天及国防等尖端工业领域，具有极高的经济和战略价值，故而被我国列入关键矿产目录。我国锂矿资源较为丰富，资源量为54
×
105t，约占世界总资源量的13.8％。但是由于锂资源需求量的持续增长以及锂矿开发利用技术的制约，我国锂资源保障严重不足，对外依存度高达76％。目前，全世界开采利用的锂矿床资源主要有伟晶岩矿床和卤水矿床。近年来，我国西南地区一类新的黏土型锂矿被逐渐发现和认识(温汉捷，2019)。若这一类黏土型锂矿能够被高效开发利用，将会有效缓解我国锂资源供求紧缺的局面。
[0003]目前，从锂矿石中提取锂的工艺技术主要包括石灰石焙烧法硫酸法、石灰石法、纯碱法等。其中，硫酸法虽然适用范围广，但是能耗也较高，且副产品的价值较低，导致该工艺成本较高；石灰石法需要将锂云母等矿物与石灰石按照约1:3的质量比进行配比，通过高温煅烧使矿物中的锂转变为可溶状态，该工艺需要投入的含钙物料量较大、煅烧条件要求很高，也属于反应能耗很高的工艺、成本较高；纯碱法在提取锂的同时会产生价值较低的含钠滤渣，使滤渣的回收可利用性较差，从而导致整个工艺在提取锂的同时也产生了大量回收利用价值低、难以处理的固废，使得该工艺对环境不友好。可见，目前从富锂黏土矿中提锂工艺普遍存在能耗高、对设备要求高、产渣量大等问题。且黏土矿中的锂则主要赋存于黏土矿物中，显然不能直接采用上述工艺进行锂的提取。因此，针对我国富锂黏土矿锂矿资源现状和提锂工艺中的不足，亟需研发一种高效、节能的富锂黏土矿提锂的新技术。

技术实现思路

[0004](一)要解决的技术问题
[0005]为了解决现有技术的上述问题，本专利技术提供一种活化水溶法从富锂黏土中提取碳酸锂联产铝硅酸钠的方法，将富锂黏土矿的锂分离提取并转化碳酸锂产品，将硅和铝分离提取为铝硅酸钠。
[0006](二)技术方案
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
[0008]一种活化水溶法从富锂黏土中提取碳酸锂联产铝硅酸钠的方法，其包括如下步骤：
[0009]步骤1：将富锂黏土与碱、熔出剂混合均匀后，进行研磨，研磨获得 100目～300目的粉末，得到混合生料，
[0010]步骤2：将步骤1所得混合生料在高温条件下进行焙烧，得到焙烧熟料；
[0011]步骤3：将步骤2所得焙烧熟料置于水中，反应后，过滤分离，得到第一水浸液和水浸渣，
[0012]步骤4：在步骤3所得第一水浸液中加入铝酸钠或硅酸钠以调整铝酸钠和硅酸钠浓度，进行陈化后，过滤，得到第二水浸液和铝硅酸钠沉淀；
[0013]步骤5：向步骤4所得第二水浸液中通入二氧化碳气体，调节溶液 pH值至8.5～10.5，停止通入二氧化碳，将溶液进行过滤分离，得到沉淀物和碳分母液；
[0014]步骤6：加热步骤5得到的碳分母液，待完全蒸干后，将所得结晶作为碱可用于返回下批原料中步骤1配料以减少原料消耗；
[0015]步骤7：将沉淀物用水清洗后，干燥得碳酸锂产品。
[0016]如上所述的方法，优选地，在步骤1中，所述富锂黏土与碱的质量比为1:0.5～1.5，进行配料，所述熔出剂的添加量为富锂黏土的1～10
‰
。
[0017]如上所述的方法，优选地，在步骤1中，所述熔出剂为硫酸钠，所述碱为碳酸钠。
[0018]如上所述的方法，优选地，在步骤2中，所述焙烧的温度为 600～1000℃，所述焙烧的时间为20～60min。
[0019]如上所述的方法，优选地，在步骤3中，焙烧熟料与水按固液比为1： 3～10进行。
[0020]如上所述的方法，优选地，在步骤4中，所述铝酸钠或硅酸钠的加入量为所述富锂黏土中使得所含硅或铝元素的物质的量相等的差量。
[0021]如上所述的方法，优选地，在步骤4中，所述陈化的温度为40～100℃，陈化时间1～10h。
[0022]如上所述的方法，优选地，在步骤5中，所述二氧化碳气体的浓度保持在30％～40％。
[0023]如上所述的方法，优选地，在步骤6中，加热的温度为60～100℃。
[0024](三)有益效果
[0025]本专利技术的有益效果是：
[0026](1)本专利技术提供的一种活化水溶法从富锂黏土中提取碳酸锂联产铝硅酸钠的方法，将富锂黏土矿与碱和熔出剂混合焙烧后，通过溶出、除杂和分解工艺，可有效提取富锂黏土中的锂，并加以分离、转化为碳酸锂产品，同时将黏土中的铝和硅转化为铝硅酸钠。
[0027](2)本专利技术提供的一种活化水溶法从富锂黏土中提取碳酸锂联产铝硅酸钠的方法，工艺流程中所加入的碱通过后续步骤获得，可实现循环利用。
[0028](3)本专利技术提供的一种活化水溶法从富锂黏土中提取碳酸锂联产铝硅酸钠的方法，具有操作方法简单易行、对设备无特殊要求、工艺参数可控性好、绿色环保、不排废水、成本低、获得产品的质量高、经济效益好等优点，为富锂黏土的开发利用开辟了新的途径。
具体实施方式
[0029]本专利技术提供了一种活化水溶法从富锂黏土中提取碳酸锂联产铝硅酸钠的方法，包括以下步骤：
[0030]步骤1：将富锂黏土与碱、熔出剂按一定质量比混合，并粉磨至100 目～300目，得到混合生料，熔出剂为硫酸钠；
[0031]步骤2：将步骤1所得混合生料在600～1000℃条件下焙烧一定的时间，得到焙烧熟料；
[0032]此步骤反应中发的反应主要如下：
[0033]Al2O3+Na2CO3＝2NaAlO2+CO2↑
[0034]SiO2+Na2CO3＝Na2SiO3+CO2↑
；
[0035]研究发现本专利技术中的富锂黏土通过加碱和熔出剂进行焙烧生成了铝酸钠和硅酸钠，通过置换算获得硫酸锂。
[0036]步骤3：将步骤2所得焙烧熟料置于水中，按照一定液固比在常温～90℃条件下反应5～30min，过滤分离，得到第一水浸液和水浸渣；
[0037]此步骤主要的反应如下：
[0038]Na2SiO3+NaAlO2+H2O＝NaAlSiO4↓
+2NaOH；
[0039]水浸渣中含有铝硅酸钠和含铁的沉淀，第一水浸液中含有锂离子的溶液及多余的AlO2‑
或SiO
32
‑
离子。
[0040]步骤4：在步骤3所得第一水浸液中加入铝酸钠或硅酸钠调整铝酸钠和硅酸钠浓度，在一定温度条件下陈化一定时间，过滤，得到第二水浸液和铝硅酸钠(NaAlSiO4)沉淀；
[0041]此步骤反应主要发生如下反应：
[0042]Na2SiO3+NaAlO2+H2O＝N本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种活化水溶法从富锂黏土中提取碳酸锂联产铝硅酸钠的方法，其特征在于，其包括如下步骤：步骤1：将富锂黏土与碱、熔出剂混合均匀后，进行研磨，粉磨至100目～300目，得到混合生料，步骤2：将步骤1所得混合生料在高温条件下进行焙烧，得到焙烧熟料；步骤3：将步骤2所得焙烧熟料置于水中，反应后，过滤分离，得到第一水浸液和水浸渣，步骤4：在步骤3所得第一水浸液中加入铝酸钠或硅酸钠以调整铝酸钠和硅酸钠浓度，进行陈化后，过滤，得到第二水浸液和铝硅酸钠沉淀；步骤5：向步骤4所得第二水浸液中通入二氧化碳气体，调节溶液pH值至8.5～10.5，停止通入二氧化碳，将溶液进行过滤分离，得到沉淀物和碳分母液；步骤6：加热步骤5得到的碳分母液，待完全蒸干后，将所得结晶作为碱可用于返回下批原料中步骤1配料以减少原料消耗；步骤7：将沉淀物用水清洗后，干燥得碳酸锂产品。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤1中，所述富锂黏土与碱的质量比为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘爱芳，马昱昭，孙悦，马润勇，
申请(专利权)人：潘爱芳，
类型：发明
国别省市：