一种碱金属酸性硅酸盐黏土型锂矿提锂方法技术

本发明专利技术涉及有色金属湿法冶炼技术领域，提供一种碱金属酸性硅酸盐黏土型锂矿提锂方法，包括：步骤1：将锂矿用球磨机粉碎后放入研钵中研磨，过筛后烘干；步骤2：将烘干后的锂矿盛入瓷舟中，将瓷舟放入马弗炉中在

【技术实现步骤摘要】
一种碱金属酸性硅酸盐黏土型锂矿提锂方法


[0001]本专利技术涉及有色金属湿法冶炼
，尤其是涉及一种碱金属酸性硅酸盐黏土型锂矿提锂方法
。

技术介绍

[0002]锂被广泛应用于新能源电池
、
医药
、
航空航天等新兴领域，是现代科学进步和生活中必不可少的原料，被称作“白色石油”和“工业味精”，具有很高的经济价值和战略价值
。
目前锂矿的类型分为：盐湖卤水型
、
伟晶岩型
、
黏土型
、
锂沸石型
、
其他卤水型和离子吸附型
。
其中，盐湖卤水型占比最大约为
64
％，伟晶岩型约占
29
％，黏土型约占7％
。
中国锂资源量约为
54
×
105t
，约占世界总锂资源量的
13.8
％，排名第五，其中以盐湖卤水型为主，约占我国总锂资源量的
70
％，伟晶岩型约占
30
％
。
虽然我国锂资源储存较为丰富，但我国大多数盐湖都在青海
、
西藏和新疆等地，这些地方的锂资源开发条件比较困难，而且盐湖卤水提锂技术还不成熟，受到了技术和环境的双重约束
。
伟晶岩型锂矿的规模
、
潜能和收益与开发成本不成比例，在这种环境下黏土型锂矿就成了最好的选择
。
[0003]现有黏土型锂矿的提锂方法主要有硫酸法
、
石灰烧结法
、
硫酸盐烧结法
、
氯化焙烧法四种方法
。
不同的黏土型锂矿中锂的赋存状态不同，所适用的提锂工艺也不同，因此探明黏土型锂矿中锂是如何赋存的是提取黏土型锂矿中锂的关键因素
。
这些黏土型锂矿提锂方法中，相对于石灰烧结法和助剂焙烧法的高成本来说，直接浸出法的成本更低，工序更加简单
。
直接浸出法对于浸出剂的选择是重点，硫酸价廉易得，设备防腐蚀问题较易解决，硫酸溶液具有较高的沸点，常压下可采用较高的浸出温度；热浓硫酸为强氧化剂，可将大部分硫化矿物转变为相应的硫酸盐；盐酸的反应能力比硫酸强，可浸出某些硫酸无法浸出的含氧酸盐矿物，但盐酸的价格较高，易挥发，劳动条件较差，设备的防腐蚀要求比硫酸高；硝酸为强氧化酸，价格较高，设备防腐蚀要求较高，一般不单独用作浸出剂，常用作氧化剂
。
而现有采用硫酸作为浸出剂的黏土型锂矿提锂方法的锂回收率较低，且污染严重
。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种碱金属酸性硅酸盐黏土型锂矿提锂方法，能够提高碱金属酸性硅酸盐黏土型锂矿中锂的回收率，提高回收效率，降低回收成本，且清洁无污染
。
[0005]本专利技术的技术方案为：
[0006]一种碱金属酸性硅酸盐黏土型锂矿提锂方法，包括下述步骤：
[0007]步骤1：将锂矿用球磨机粉碎后放入研钵中研磨，过筛后烘干；
[0008]步骤2：将烘干后的锂矿盛入瓷舟中，将瓷舟放入马弗炉中在
600
‑
800℃
下焙烧，保温
30
‑
45min
后，冷却至室温取出；
[0009]步骤3：将焙烧后的锂矿放入烧杯中，向烧杯内加入预热过的硫酸溶液，再将烧杯放入水浴锅中在
90
‑
95℃
下搅拌浸出，达到反应时间后用抽滤机进行过滤，得到浸出渣和浸
[0027][0028]本专利技术的提锂工艺主要包括两个部分：矿物焙烧和矿物浸出
。
其中，矿物焙烧的目的是通过破坏黏土矿物的结构使被黏土矿物包裹的锂暴露出来，使后续浸出时可以浸出更多的锂
。
矿物焙烧中黏土结构的破坏主要反应如下：
[0029]LiAl4Si4O
10
(OH)8+O2→
Li
+
+H2O+SiO2+Al
3+
[0030]Al4Si4O
10
(OH)8+O2→
H2O+SiO2+Al
3+
[0031]矿物浸出过程需要加入硫酸溶液
、
加热和进行搅拌，矿物浸出的目的是使
Li、Na
和
K
浸出，同时尽量少浸出
Al
，以实现锂的高效浸出，主要反应如下：
[0032]Li
+
+H2SO4→
Li2SO4+H
+
[0033]Na
+
+H2SO4→
Na2SO4+H
+
[0034]K
+
+H2SO4→
K2SO4+H
+
[0035]本专利技术中碱金属酸性硅酸盐黏土型锂矿中的锂是被包裹在绿泥石
、
高岭土等黏土型矿物中的，因此，在浸出之前需要先对锂矿进行焙烧处理，以改变黏土矿物的结构得到其中的锂离子，焙烧后的锂矿进行浸出时需要加热并进行搅拌，否则会使锂矿中的锂浸出不完全
。
[0036]关于焙烧过程的焙烧温度，参见图1，由质量损失曲线可以看出，在
300℃
前有较为明显的质量损失，损失总量为总质量的
2.86
％，主要是矿物表面的自由水和结晶水的蒸发造成的；从
300℃
到
600℃
的过程中，质量损失达到了总质量的
5.99
％，其原因是黏土矿物的结构被破坏，而
600℃
后质量趋于平稳
。DSC
曲线在
116℃
左右时存在一个放热峰，对应质量损失曲线来看，可能是矿物表面的自由水蒸发成水蒸气造成的，
355℃
左右出现一个放热峰并在之后一直处于吸热状态，直到
900℃
左右才出现一个放热峰，而且在
300℃
到
600℃
的质量损失曲线也可以看出质量在持续下降且下降速率相对之前更快，同时参考
XRD
和焙烧温度浸出数据，可以证明黏土型矿物的结构被破坏，包裹在里面的锂也逐渐暴露出来，对应
DSC
曲线来看，被破坏的黏土矿物在
900℃
左右可能会出现熔融相变而有新的物相生成
。TG
‑
DSC
曲线和实验数据的结果分析表明，本专利技术的焙烧温度在
600
～
800℃
能够达到最好的技术效果
。
[0037]实施例1[0038]参见图2，将碱金属酸性硅酸盐黏土型锂矿用球磨机粉碎后放入研钵中研磨至
200
目
(0.075mm)
，过筛后烘干；将烘干后的
20g
锂矿盛入瓷舟中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种碱金属酸性硅酸盐黏土型锂矿提锂方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤1：将锂矿用球磨机粉碎后放入研钵中研磨，过筛后烘干；步骤2：将烘干后的锂矿盛入瓷舟中，将瓷舟放入马弗炉中在
600
‑
800℃
下焙烧，保温
30
‑
45min
后，冷却至室温取出；步骤3：将焙烧后的锂矿放入烧杯中，向烧杯内加入预热过的硫酸溶液，再将烧杯放入水浴锅中在
90
‑
95℃
下搅拌浸出，达到反应时间后用抽滤机进行过滤，得到浸出渣和浸出液
。2.
根据权利要求1所述的碱金属酸性硅酸盐黏土型锂矿提锂方法，其特征在于，所述步骤1中，锂矿研磨后的粒径为
200
‑
300
目
。3.
根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李沛鸿，曾英，于旭东，诸葛福瑜，郭彬，李泷，杨倩，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：