【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及矿石提锂，具体而言，涉及一种快速选择性提取含锂层状硅酸盐矿物中锂的方法。
技术介绍
1、锂作为核心战略金属资源，在新能源、核能、航空航天等领域发挥着关键作用。随着新能源汽车产业的发展和可控核能利用技术的突破，锂金属在全球发展中的战略地位不断提升，锂矿已被多国列为关键矿产之一。近年来，全球对锂的需求量呈急速增长态势，这对锂矿资源的开发和利用也提出了更高要求。锂矿资源主要分为卤水型、硬岩性和黏土型三类。相比前两种锂矿资源，黏土型锂矿开发利用较晚、程度低，但已有锂资源的分布格局和供不应求现状，使得黏土型锂矿作为一类新型锂矿资源受到高度重视。
2、黏土型锂矿具有分布广、储量大等特点，主要分为火山岩黏土型锂矿和碳酸盐黏土型锂矿等，含锂层状硅酸盐矿物是黏土型锂矿中锂元素的主要来源。当前，针对含锂层状硅酸盐矿物提锂的方法主要有：(1)直接浸出法，直接将含锂层状硅酸盐矿物与硫酸溶液置于高压反应釜中，使样品中的锂元素以硫酸锂形式浸出，然后对浸出液蒸发浓缩、用碳酸钠沉淀，最终得到碳酸锂。该法锂提取率高，但依赖较大硫酸消耗量，且要在高温高压条件下进行，成本大，此外硫酸对设备和环境均有损害。(2)助剂焙烧法，将细粒径的含锂层状硅酸盐矿物与碳酸盐、硫酸盐等助剂混合，在高温下焙烧，然后用水或硫酸对样品浸出。该方法在提取锂的同时，也会在反应体系中引入杂质离子，进而增加除杂难度，而且能耗高，产生废气废渣。(3)氯化硫化法，将含锂层状硅酸盐矿物置于氯化氢或二氧化硫气氛中焙烧，再对得到的样品进行水浸。该方法锂提取率与助剂焙烧法相当，但炉气
3、含锂层状硅酸盐矿物提锂的难点主要体现在以下几方面：首先，锂在层状硅酸盐矿物中主要以片层结构锂和层间域吸附锂两种形式存在，尤其是对于片层结构锂，常温常压的酸浸方式难以将其浸出；其次，含锂层状硅酸盐矿物的保水能力强，粘度大，固液分离难，将含锂溶液与层状硅酸盐矿物分离是一个耗时耗能的过程；而且，由于层状硅酸盐矿物组成复杂，浸出的含锂溶液常常含有大量其他杂质离子，如钾、钠、镁、铝等，增加了后续提纯难度。
4、通过向含锂层状硅酸盐矿物中施加电场的方法可有效提取含锂层状硅酸盐矿物中的锂。但是，通电过程中锂的提取效率受到电动工艺参数的极大影响，传统的“正负正负”交替式的电极排布方式，存在扰流、反向电场和离子迁移方向不一致的影响，极大限制了锂的提取效率。
5、鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种快速选择性提取含锂层状硅酸盐矿物中锂的方法。
2、本专利技术是这样实现的：
3、第一方面，本专利技术提供一种快速选择性提取含锂层状硅酸盐矿物中锂的方法，其包括：
4、将含锂层状硅酸盐矿物和金属盐的反应混合物作为提锂体系，向所述提锂体系中插入多个阳极注液管和至少一个阴极集液管，所述阳极注液管和所述阴极集液管按线性排布、平面几何排布、空间排布中的任一种进行布置，向所述阳极注液管中注入溶液，并在所述阳极注液管和所述阴极集液管间施加电场，通过电迁移和电渗作用选择性使锂离子迁移至所述阴极集液管，收集所述阴极集液管内的富锂溶液。
5、在可选的实施方式中，所述线性排布为连续排布或交替排布中的一种或多种；
6、优选地，同列电极之间的间距为0.1-2m，不同列阳极和阳极之间的间距为0.1-3m，阳极和阴极之间的间距为0.1-5m；其中，线性交替排布时，按照电压降方向，阳极排在阴极之前，此处的阳极和阴极之间的间距为0.1-1m。
7、在可选的实施方式中，所述平面几何排布是多边形排布或圆形排布中的一种或多种；
8、优选地，阳极和阴极之间的间距为0.1-5m，相邻阳极与阴极连线的夹角为15°～120°。
9、在可选的实施方式中，所述空间排布是多面体排布或半球形排布中的一种或多种；
10、优选地，阳极和阴极之间的间距为0.1-5m，阳极与阳极之间的间距为0.1-2m，阴极与阴极之间的间距为0.1-2m。
11、在可选的实施方式中，所述反应混合物包括溶液混合物或熔盐混合物；所述含锂层状硅酸盐矿物与所述金属盐的质量比为1：(0.05-5)；
12、优选地，所述含锂层状硅酸盐矿物包括锂蒙脱石、锂皂石、锂绿泥石、锂伊利石和锂云母中的一种或多种；
13、优选地，所述金属盐包括氯化盐、溴化盐和硝酸盐的一种或多种；优选地，所述金属盐包括氯化钠、氯化钾、硝酸钾、硝酸钠、氯化镁、氯化钙、氯化铝、氯化锌、氯化铁、氯化铯、溴化钠和溴化钾中的一种或多种；优选地，当所述反应混合物为溶液混合物时，所述金属盐包括氯化铝、氯化锌和氯化铁中的一种或多种。
14、所述溶液混合物的制备方法包括：
15、将所述含锂层状硅酸盐矿物机械研磨后与所述金属盐的溶液混合，在密闭反应容器中保温一段时间得到所述反应混合物；
16、优选地，所述金属盐的溶液的浓度为0.1～10mol/l，所述金属盐的溶液ph值为1～5；
17、优选地，所述密闭反应容器中加热温度为100～200℃，保温时间为1～96h。
18、在可选的实施方式中，所述熔盐混合物的制备方法包括：
19、将所述含锂层状硅酸盐矿物和所述金属盐先混合，再经机械研磨和热处理得到所述反应混合物；
20、优选地，所述机械研磨的球磨速率为200-1000rpm，球磨时间为0.1-12h；
21、优选地，所述热处理的温度为150-800℃，保温时间为0.01-5h。
22、在可选的实施方式中，所述溶液的添加体积与所述反应混合物之间的液固质量比为(0.4-5)：1；
23、优选地，所述阳极注液管中注入的溶液包括水或稀酸溶液的一种或多种；
24、优选地，所述稀酸溶液为盐酸、硝酸的一种或多种；
25、优选地，所述稀酸溶液的质量分数为1～20％。
26、在可选的实施方式中，所述施加电场的电场强度为0.01-10v/cm，所述施加电场的时间为0.1-24h；
27、优选地，所述施加电场的方式为连续通电、间歇性通电中的一种或多种；
28、优选地，所述间歇性通电方式中通电断电时间比为(0.1-10)：1。
29、在可选的实施方式中，所述阳极注液管和所述阴极集液管的材质为石墨烯、碳棒、电动土工合成材料和导电塑料中的一种。
30、本专利技术具有以下有益效果：
31、本申请提供的快速选择性提取含锂层状硅酸盐矿物中锂的方法，通过对插入提锂体系中的多个阳极注液管和至少一个阴极集液管按照特定的方法排布，有利于减少富锂溶液迁移距离，缩短富锂溶液收本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种快速选择性提取含锂层状硅酸盐矿物中锂的方法，其特征在于，其包括：
2.根据权利要求1所述的一种快速选择性提取含锂层状硅酸盐矿物中锂的方法，其特征在于，所述线性排布为连续排布或交替排布中的一种或多种；
3.根据权利要求1所述的一种快速选择性提取含锂层状硅酸盐矿物中锂的方法，其特征在于，所述平面几何排布是多边形排布或圆形排布中的一种或多种；
4.根据权利要求1所述的一种快速选择性提取含锂层状硅酸盐矿物中锂的方法，其特征在于，所述空间排布是多面体排布或半球形排布中的一种或多种；
5.根据权利要求1所述的一种快速选择性提取含锂层状硅酸盐矿物中锂的方法，其特征在于，所述反应混合物包括溶液混合物或熔盐混合物；所述含锂层状硅酸盐矿物与所述金属盐的质量比为1：(0.05-5)；
6.根据权利要求5所述的一种快速选择性提取含锂层状硅酸盐矿物中锂的方法，其特征在于，所述溶液混合物的制备方法包括：
7.根据权利要求5所述的一种快速选择性提取含锂层状硅酸盐矿物中锂的方法，其特征在于，所述熔盐混合物的制备方法包括：
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