一种磷铝锂矿中磷铝锂元素综合利用的方法技术

本发明专利技术公开了一种磷铝锂矿中磷铝锂元素综合利用的方法，包括以下步骤：将球磨后的磷铝锂矿加水打浆，加入硝酸进行有压一次浸出，过滤得到浸出液I和浸出渣I；所得浸出液I与磷铝锂矿打浆，浆液进行有压二次浸出，过滤得到浸出液II和浸出渣II；将浸出液II调pH至4～5除铝，过滤后得到除铝后液及氢氧化铝；将除铝后液加氧化钙控制pH至5～8除磷，过滤后得到除磷后液及磷酸钙；将除磷后液调pH至11～12除钙、镁、铁后过滤，滤液深度除杂得到吸附后液；吸附后液通过双极膜处理获得硝酸和氢氧化锂溶液；氢氧化锂溶液进行负压蒸发浓缩结晶，得到氢氧化锂及结晶母液，母液可返回步骤除杂工序循环利用。本发明专利技术实现了磷、铝、锂的高效分离，副产品可以循环利用。品可以循环利用。品可以循环利用。

【技术实现步骤摘要】
一种磷铝锂矿中磷铝锂元素综合利用的方法


[0001]本专利技术属于磷铝锂矿中金属提取分离
，具体涉及一种磷铝锂矿中磷铝锂元素综合利用的方法。

技术介绍

[0002]随着新能源行业的快速崛起，锂电材料成为行业的关键新材料，锂用量需求不断提高。目前工业上提取锂的原料主要包括锂云母、锂辉石、透锂长石，这些锂矿提取锂的工艺已趋于成熟稳定；而对磷铝锂矿的处理工艺还比较落后，提锂工艺尚处于探索阶段，原料价格较低，矿物资源丰富，因此磷铝锂矿工业化生产提取有价金属新工艺的大力开发，对促进我国新能源行业可持续发展具有积极作用。
[0003]本专利技术将磷铝锂矿中的磷、铝、锂高效的分离提取出来，获得磷酸钙、氢氧化铝和高纯度的单水氢氧化锂产品，使产品多元化，达到磷铝锂矿资源高效化利用的目的，提高了磷铝锂矿的经济价值，为磷铝锂矿的处理与开发提供新思路、新工艺，实现了矿产资源综合回收利用，减少了环境污染，为磷铝锂矿的处理提供示范作用。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种磷铝锂矿中磷铝锂元素综合利用的方法，本方法利用了原矿直接有压浸出、化学沉淀法净化除杂等原理，高效的将磷铝锂矿中的磷、铝、锂分离提取出来，获得磷酸钙、氢氧化铝和高纯度的单水氢氧化锂产品。本工艺中所用原辅料价格低廉，且工艺中产生的硝酸和氢氧化锂结晶母液可以循环使用，降低了成本，增大产品附加值，实现资源利用最大化，与其他锂矿相比，磷铝锂矿不需要煅烧步骤，降低了工艺的能耗，具有绿色低碳环保等优点，可以有效创造经济收益和巨大的社会经济价值。/>[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种磷铝锂矿中磷铝锂元素综合利用的方法，包括以下步骤：
[0007]S1：将磷铝锂矿进行球磨；
[0008]S2：将步骤S1球磨后的磷铝锂矿加水打浆，往所得浆液中加入硝酸进行硝酸有压一次浸出，浸出后的固液混合物进行过滤得到浸出液I和浸出渣I；
[0009]S3：将步骤S2中所得浸出液I与磷铝锂矿打浆，浆液进行有压二次浸出，浸出后溶液过滤得到浸出液II和浸出渣II，浸出渣II返回有压一次浸出工序；
[0010]S4：将步骤S3所得浸出液II调pH至4～5除铝，过滤后得到除铝后液及氢氧化铝；
[0011]S5：将步骤S4中所得除铝后液加氧化钙控制pH至5～8除磷，过滤后得到除磷后液及磷酸钙；
[0012]S6：将步骤S5中所得除磷后液调pH至11～12除钙、镁、铁后过滤，将滤液用树脂吸附进行深度除杂，得到吸附后液；
[0013]S7：将步骤S6中所得吸附后液通过双极膜处理获得硝酸和氢氧化锂溶液，硝酸返回有压一次浸出工序；
[0014]S8：将S7所得氢氧化锂溶液进行负压蒸发浓缩结晶，得到高纯的单水氢氧化锂及氢氧化锂结晶母液，母液可返回步骤S4、S6除杂工序循环利用。
[0015]优选地，所述磷铝锂矿原料的化学成分包括：Li 2.2
‑
3.5wt％，Na 0.5
‑
1wt％，Fe 0.08
‑
0.15wt％，Al 10
‑
15wt％，Mn 0.01
‑
0.015wt％，Ca 0.08
‑
0.1wt％，Mg0.07
‑
01wt％，Si 1.5
‑
3wt％，P 15
‑
20wt％，K 0.04
‑
0.07wt％，Zn 0.08
‑
0.1wt％，Ni 0.001
‑
0.0015wt％。
[0016]优选地，步骤S1中所述球磨后的磷铝锂矿粒径D
90
≤48μm。
[0017]优选地，步骤S2中所述硝酸有压一次浸出反应中，硝酸用量按浆液中参与浸出反应的主要元素Li、Na、K、Al、Fe、Mn、Ca、Mg、P所需理论量的100wt％～150wt％计，磷铝锂矿与水按液固质量比1.5～6:1进行打浆，硝酸有压一次浸出反应的温度控制在120～180℃，反应时间控制在1.5
‑
5h，压力为0.2～0.45MPa。该优选方案下磷铝锂矿中的各有价金属离子能更有效的提取到溶液中。
[0018]优选地，步骤S3中，有压二次浸出时，浸出液I与磷铝锂矿按液固比1.5～6:1进行打浆，反应温度控制在130～190℃，反应时间控制在1～4h。上述反应条件能够用矿料有效中和浸出液I中的残酸。
[0019]优选地，步骤S4、S6中，调pH所用化学沉淀剂为LiOH结晶母液。该母液为步骤S8的结晶过程中富集了钙、镁等微量杂质的LiOH溶液，将其返回步骤S4和S6中作为沉淀剂，代替其他沉淀剂以防止引入其他杂质元素，同时除去结晶母液中的微量杂质元素。
[0020]优选地，步骤S4、S6中，调pH除杂温度控制在50～90℃，反应时间控制在0.5～4h。控制上述温度和反应时间能够有效分离出溶液中的铝及钙镁等，使除铝、钙、镁后液中铝、钙、镁小于0.01g/l。
[0021]优选的，步骤S5中，选择性沉淀磷时，温度控制在20～60℃，反应时间控制在1～5h。控制上述温度和反应时间能够使溶液中的磷形成磷酸钙，实现磷的分离，使除磷后液中磷小于0.05g/l。
[0022]优选地，步骤S6中，深度除杂所用树脂可为D402、LSC
‑
100、LSC850、001x7，将过树脂料液流速与树脂体积之比控制为1～7BV/h，树脂级数为2～7级。控制上述反应条件能够进一步除去溶液中的微量多价金属元素，使溶液中铝、钙、镁等小于0.002g/l。
[0023]优选地，步骤S7中，所用双极膜电压控制在10～25V，电流控制在4～10A，分离时间控制在0.5～4.5h，溶液总盐浓度控制在90～170g/L。
[0024]优选地，步骤S7中，所制得的硝酸可返回步骤S2中循环使用。
[0025]优选地，步骤S8中，负压蒸发浓缩温度为80～95℃，浓缩后溶液比重控制在1.2～1.46，结晶温度为20～40℃。
[0026]优选地，步骤S8中，所制得的氢氧化锂结晶母液可用于步骤S4和S6中的化学沉淀法除杂。
[0027]本专利技术提供的上述技术方案至少带来的有益效果如下：
[0028]本专利技术的方法以磷铝锂矿和硝酸为原料，有压浸出后所得浸出液II通过控制pH选择性沉淀分离铝、磷和其他金属杂质，高效的将磷铝锂矿中的磷、铝、锂分离提取出来，获得磷酸钙、氢氧化铝和高纯度的单水氢氧化锂产品，实现磷铝锂矿资源利用最大化，突破了磷铝锂矿仅用于提锂工艺的局限性。
[0029]本专利技术方法利用氢氧化锂结晶母液的循环使用，通过控制pH选择性沉淀，将铝以
沉淀的形式高效的分离出来，获得氢氧化铝产品，提高了铝的回收率；除铝后液加入氧化钙通过控制温度及pH，选择性的将磷以磷酸钙的形式沉淀出来，得到纯度较高的磷酸钙产品。铝、磷的高效回收大大降低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷铝锂矿中磷铝锂元素综合利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将磷铝锂矿进行球磨；S2：将步骤S1球磨后的磷铝锂矿加水打浆，往所得浆液中加入硝酸进行硝酸有压一次浸出，浸出后的固液混合物进行过滤得到浸出液I和浸出渣I；S3：将步骤S2中所得浸出液I与磷铝锂矿打浆，浆液进行有压二次浸出，浸出后溶液过滤得到浸出液II和浸出渣II，浸出渣II返回有压一次浸出工序；S4：将步骤S3所得浸出液II调pH至4～5除铝，过滤后得到除铝后液及氢氧化铝；S5：将步骤S4中所得除铝后液加氧化钙控制pH至5～8除磷，过滤后得到除磷后液及磷酸钙；S6：将步骤S5中所得除磷后液调pH至11～12除钙、镁、铁后过滤，将滤液用树脂吸附进行深度除杂，得到吸附后液；S7：将步骤S6中所得吸附后液通过双极膜处理获得硝酸和氢氧化锂溶液，硝酸返回有压一次浸出工序；S8：将S7所得氢氧化锂溶液进行负压蒸发浓缩结晶，得到高纯的单水氢氧化锂及氢氧化锂结晶母液，母液可返回步骤S4、S6除杂工序循环利用。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磷铝锂矿原料的化学成分包括：Li2.2
‑
3.5wt％，Na0.5
‑
1wt％，Fe0.08
‑
0.15wt％，Al10
‑
15wt％，Mn0.01
‑
0.015wt％，Ca0.08
‑
0.1wt％，Mg0.07
‑
01wt％，Si1.5
‑
3wt％，P15
‑
20wt％，K0.04
‑
0.07wt％，Zn0.08
‑
0.1wt％，Ni0.001
‑
0.0015wt％。3.根据权利要求1所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁利梅，何冰洋，刘芸秀，何永，但勇，赵澎，赵林，
申请(专利权)人：四川顺应锂材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：