一种锂辉石精矿悬浮焙烧的方法、一种锂辉石精矿悬浮焙烧提锂的方法技术

本发明专利技术属于矿物加工技术领域，特别涉及一种锂辉石精矿悬浮焙烧的方法、一种锂辉石精矿悬浮焙烧提锂的方法。本发明专利技术采用悬浮焙烧技术对锂辉石进行焙烧，相比常规的焙烧手段，能精准控制温度，产热传质效率高，能快速、高效、完全地将锂辉石由α

【技术实现步骤摘要】
一种锂辉石精矿悬浮焙烧的方法、一种锂辉石精矿悬浮焙烧提锂的方法
[0001]本申请是申请日为2020年03月16日、申请号为202010180322.4、专利技术名称为《一种锂辉石精矿悬浮焙烧提锂的方法》的分案申请。


[0002]本专利技术属于矿物加工
，特别涉及一种锂辉石精矿悬浮焙烧的方法、一种锂辉石精矿悬浮焙烧提锂的方法。

技术介绍

[0003]随着近年来新型能源汽车和电子产品的发展，对锂的需求量越来越大。锂辉石作为重要的锂资源之一，如何从锂辉石中高效提锂受到了广泛的关注；目前锂辉石的提锂方法包括石灰法、硫酸法、压煮法和氯化物法等，这些方法能耗高，锂浸出率低，设备损耗大，因此，针对锂辉石矿物开发一种高效、低耗的锂辉石提锂方法，对锂资源供应不足具有重要的战略意义。
[0004]专利CN201410217808.5涉及一种锂辉石精矿硫酸法生产碳酸锂工艺，提出利用回转窑煅烧制备锂辉石酸熟料，并通过重钙液对酸熟料进行浸出；该方案能实现锂精矿提锂，但采用回转窑作为煅烧设备，其处理能力低、蒸汽消耗量大、能耗高，同时由于锂辉石焙烧需要较高温度，还存在熔融结圈问题。
[0005]专利CN201410038273.5涉及一种锂辉石制取碳酸锂的工艺，提出利用初步焙烧和酸化焙烧得到酸化熟料，酸化熟料在氢化反应釜内与二氧化碳反应，通过树脂吸附等除杂后，制备碳酸锂；该方案能实现锂辉石提锂，但碳化液除杂复杂，需要选择性树脂离子交换装置，存在成本高，效率低等问题。

技术实现思路

[0006]针对现有锂辉石提锂技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种锂辉石精矿悬浮焙烧的方法、一种锂辉石精矿悬浮焙烧提锂的方法，本专利技术通过悬浮焙烧改变锂辉石晶型，然后进行酸化焙烧，再经水浸和沉淀杂质，最后用碳酸盐沉淀锂，充分回收锂的同时，获得高纯度碳酸锂。
[0007]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种锂辉石精矿悬浮焙烧的方法：
[0008]本专利技术提供了一种锂辉石精矿悬浮焙烧的方法，按以下步骤进行：
[0009]将锂辉石精矿磨细至粒径
‑
0.074mm的部分占总质量的50～60％，得到矿粉；
[0010]所述的锂辉石精矿按质量百分比含Li2O 5.5～6.5％，Al2O320～24％，SiO
2 66～71％；
[0011]采用悬浮焙烧装置，通过空气压缩机从悬浮焙烧炉底部通入氮气和空气的混合气体，所述混合气体从悬浮焙烧炉顶部排出；通过加热装置控制悬浮焙烧炉内的温度在1000～1100℃；
[0012]将所述矿粉通过螺旋给料器输送到所述悬浮焙烧炉内，所述矿粉受气流作用处于悬浮状态，并被加热至1000～1100℃，矿粉中的α
‑
锂辉石发生晶型转化成为结构疏松的β
‑
锂辉石，生成的焙烧物料从悬浮焙烧炉中排出；所述矿粉在悬浮焙烧炉内的停留时间20～40min。
[0013]优选地，将所述矿粉通过螺旋给料器输送到所述悬浮焙烧炉前，先进入预热炉，通过燃气加热的方式预热至750～800℃。
[0014]本专利技术还提供了一种锂辉石精矿悬浮焙烧提锂的方法，按以下步骤进行：
[0015]将权利要求1或2所述方法制备得到的焙烧物料磨细至粒径
‑
0.074mm，制成焙烧粉料；将所述焙烧粉料与硫酸溶液混合，加热至190～220℃进行酸化焙烧，时间为20～30min，得到酸化物料；所述步骤(4)中，硫酸溶液的质量浓度为98％；
[0016]所述硫酸溶液的用量按H2SO4与焙烧粉料中的Li元素完全反应生成Li2SO4为准；所述完全反应所依据的反应式为：β
‑
Li2O
·
Al2O3·
4SiO2+H2SO4＝Li2SO4+H2O
·
Al2O3·
4SiO2；
[0017]将所述酸化物料与水混合，然后在搅拌条件下进行水浸，得到水浸物料；所述水浸的温度20～30℃，时间30～40min；所述水与酸化物料的质量比为3～4；
[0018]将所述水浸物料进行过滤分离，得到滤液和滤渣；
[0019]向所得滤液中加入NaOH调节pH值为7～8，然后过滤，获得二次滤液和二次滤渣；向所述二次滤液中加入NaOH调节pH值≥13，然后过滤获得三次滤液和三次滤渣；
[0020]向所述三次滤液中加入饱和碳酸钠溶液，使Na2CO3与锂离子反应生成Li2CO3沉淀，所得反应体系进行过滤，过滤所得固相用热水洗涤去除硫酸钠，再经烘干去除水分，制成碳酸锂；
[0021]所述热水的温度为90～100℃；所述碳酸锂的纯度≥99.2％。
[0022]优选地，所述NaOH以固体NaOH的形式加入，或以质量浓度10～30％的NaOH溶液的形式加入，两次调节pH值时发生的主要反应为：
[0023]Fe
3+
+3OH
‑
＝Fe(OH)3↓
、Al
3+
+3OH
‑
＝Al(OH)3↓
、Mg
2+
+2OH
‑
＝Mg(OH)2↓
、Fe
2+
+2OH
‑
＝Fe(OH)2↓
、Ca
2+
+2OH
‑
＝Ca(OH)2↓
和4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3↓
。
[0024]本专利技术采用悬浮焙烧技术对锂辉石进行焙烧，相比常规的焙烧手段(如回转窑)，能精准控制温度，产热传质效率高，能快速、高效、完全地将锂辉石由α
‑
相转变为β
‑
相；由于晶型转换采用了悬浮焙烧技术，转化率高，因此酸化焙烧时硫酸不需过量，减少反应时间，减少设备腐蚀；相比其他离子交换树脂除杂、重钙除杂，本专利技术利用分步添加NaOH法进行除杂，方法简单，除杂效率高，可有效防止两性氢氧化物在过碱条件下二次溶解，有效控制净化液中的杂质离子，提高产品纯度。
[0025]本专利技术工艺流程简单，设备处理量大，能耗低，浸出率高，产品纯度高，各步骤易于控制，节能环保。
附图说明
[0026]图1为为本专利技术实施例中的锂辉石精矿悬浮焙烧提锂的方法流程示意图。
具体实施方式
[0027]本专利技术实施例中采用的锂辉石精矿按质量百分比含Li2O 5.5～6.5％，Al2O320～
24％，SiO266～71％。
[0028]本专利技术实施例中磨细是采用球磨机。
[0029]本专利技术实施例中进行水浸时锂的浸出率≥99％。
[0030]本专利技术实施例中锂的回收率≥98％。
[0031]本专利技术实施例中硫酸溶液的质量浓度98％。
[0032]本专利技术实施例中加入NaOH是以固体NaOH的形式加入，或者质量浓度10～30％的NaOH溶液的形式加入。
[0033]本专利技术实施例中的碳酸钠溶液为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂辉石精矿悬浮焙烧的方法，其特征在于，按以下步骤进行：将锂辉石精矿磨细至粒径
‑
0.074mm的部分占总质量的50～60％，得到矿粉；所述的锂辉石精矿按质量百分比含Li2O 5.5～6.5％，Al2O320～24％，SiO266～71％；采用悬浮焙烧装置，通过空气压缩机从悬浮焙烧炉底部通入氮气和空气的混合气体，所述混合气体从悬浮焙烧炉顶部排出；通过加热装置控制悬浮焙烧炉内的温度在1000～1100℃；将所述矿粉通过螺旋给料器输送到所述悬浮焙烧炉内，所述矿粉受气流作用处于悬浮状态，并被加热至1000～1100℃，矿粉中的α
‑
锂辉石发生晶型转化成为结构疏松的β
‑
锂辉石，生成的焙烧物料从悬浮焙烧炉中排出；所述矿粉在悬浮焙烧炉内的停留时间20～40min。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述矿粉通过螺旋给料器输送到所述悬浮焙烧炉前，先进入预热炉，通过燃气加热的方式预热至750～800℃。3.一种锂辉石精矿悬浮焙烧提锂的方法，其特征在于，按以下步骤进行：将权利要求1或2所述方法得到的焙烧物料磨细至粒径
‑
0.074mm，制成焙烧粉料；将所述焙烧粉料与硫酸溶液混合，加热至190～220℃进行酸化焙烧...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱一民，李艳军，韩跃新，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：