【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂云母制备碳酸锂，尤其涉及一种锂云母造团焙烧制备碳酸锂的方法。
技术介绍
1、世界碳减排压力凸显，锂电池作为重要的减碳装备得到了快速发展。受新能源汽车行业的发展带动，近年来我国锂消费保持了高速增长态势。目前，我国是世界上最大的锂消费国、下游材料生产国、电池生产国，相关产业处于加速上升的前期，面临着参与锂电产业链国际竞争的重大战略机遇。
2、江西省宜春市借助本地丰富的锂云母资源，大力发展锂电相关产业。目前，锂云母冶炼制备碳酸锂主要采用盐法或酸盐法焙烧-浸出工艺，焙烧方式主要采用散料回转窑焙烧和压砖隧道窑焙烧，每生产一吨碳酸锂产生约需要天然气4000立方米。散料回转窑焙烧过程中易发生结窑，而隧道窑焙烧后的熟料需进行破碎磨矿，熟料砖的破磨过程消耗了大量的电能。
3、因此，亟需开发一种有效降低天然气的消耗并且使焙烧后的熟料易于破碎的锂云母焙烧制备碳酸锂的方法，该方法的工业化应用既符合我国绿色制造的发展战略，同时也保证锂云母提锂的可持续生产。
技术实现思路
1、基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种锂云母造团焙烧制备碳酸锂的方法。
2、本专利技术提出的一种锂云母造团焙烧制备碳酸锂的方法，包括以下步骤：
3、s1、混料：将锂云母、硫酸钠、氢氧化钙、水混合均匀得到混合物料；
4、s2、造团：将混合物料和硫磺混合造团得到生球团；
5、s3、焙烧：将生球团转入流化床中进行焙烧处理，得到熟料，经过冷却窑进行
6、s4、破碎：将冷却后熟料进行破碎得到破碎后的熟料；
7、s5、浸出：将破碎后的熟料与水混合均匀得到矿浆，在室温条件下浸出反应40-60min；
8、s6、过滤浓缩：将矿浆进行过滤后得到滤液a，向滤液a中加入氢氧化钙和碳酸钠调节ph，静置沉淀过滤得到滤液b，将滤液b经过阳离子交换树脂得到净化液，将净化液经过蒸发浓缩得到浓缩净化液；
9、s7、除杂沉锂：将浓缩净化液与饱和碳酸钠溶液混合均匀后，静置沉淀、过滤，得到的液体为沉锂母液、固体为碳酸锂。
10、本专利技术提出的锂云母造团焙烧制备碳酸锂的方法可以参照图1所示的工艺流程示意图。
11、优选地，所述的s1中，锂云母、硫酸钠、氢氧化钙、水的质量比为100：(15～25)：(20～30)：(8～10)。
12、优选地，所述的s1中，锂云母的粒度小于104μm，含水量不超过10％。
13、优选地，所述的s2中，混合物料和硫磺的质量比为100：(25～35)；生球团直径为(0.1～5)mm。
14、优选地，所述的s3中，在生球团转入流化床中进行焙烧处理前，将生球团100～110℃干燥处理2～5min。
15、优选地，所述的s3中，焙烧处理具体步骤为：向流化床中通入天然气使得流化床中的温度达到870～950℃，停止通入天然气，切换为空气，将生球团在流化床中进行焙烧。
16、优选地，所述的s3中，流化床内上下气压差为4.5～12kpa。
17、更优选的，所述的s3中，流化床内上下气压差为4.5～5kpa。
18、优选地，所述的s4中，破碎后的熟料的粒度小于106-150μm的占80wt％。
19、优选地，所述的s5中，破碎后的熟料与水的质量比为1:1。
20、优选地，所述的s6中，加入氢氧化钙和碳酸钠的质量比为1:(10-15)；使溶液ph不小于11。
21、优选地，所述的s6中，浓缩净化液中氧化锂含量不低于20g/l。
22、优选地，所述的s7中，浓缩净化液与饱和碳酸钠溶液的质量比为1:3。
23、优选地，所述的s7中，沉锂母液经过中和、过滤、蒸发工艺得到硫酸钠可返回s1中重复使用。
24、在本专利技术中，生球团焙烧所使用的流化床示意图如图2所示，通过控制生球团的大小以及流化床内上下气压差，使得生球团在流化床中的状态表现为：在流化床的1区域呈下降状态，在流化床的2区域呈悬浮状态，在流化床的3区域呈沸腾状态。焙烧过程中产生的气体可通过尾气吸收装置除硫、固氟和脱硝，满足外排气体标准。
25、本专利技术的有益效果在于：
26、(1)本专利技术采用混料-造团-焙烧-浸出-过滤浓缩-除杂沉锂工艺将锂云母制备得到碳酸锂，工艺路线设计合理，碳酸锂的生产具有能耗低、加工费低的特点。本专利技术的焙烧方法既避免了硫酸法造成的设备腐蚀严重、设备投资大的问题，又减缓了回转窑焙烧和压砖隧道窑焙烧所需天然气消耗量大、破碎难的问题。
27、(2)本专利技术采用将锂云母、辅盐(硫酸钠、氢氧化钙)、水混合得到的混合物料和硫磺混合造团得到生球团，通过控制生球团的大小以及流化床内上下气压差，使得生球团在流化床中焙烧，当流化床中的温度达到870～950℃，停止通入天然气，其中，硫磺作为燃料，发生放热反应，使得流化床中的温度可以维持在870～950℃继续进行焙烧，无需持续通入天然气维持焙烧温度；另外，由于硫磺与球团中的锂云母是固固反应，硫磺产生的热量可直接提供锂云母的反应，因此本专利技术焙烧方法相较于隧道窑和回转窑焙烧方法每产出1吨熟料，节约10-20立方米的天然气。除此之外，由于硫磺在焙烧过程中转化为气体，球团产生疏松多孔的结构，此结构不仅有利于焙烧热量的均匀分布，并且易于后端熟料的破碎，可以节省破碎所需的能耗。因此，本专利技术引入硫磺可以节约能源，符合我国绿色制造的发展战略。
28、(3)浸出过程中无需额外添加硫酸，球团内硫磺在焙烧过程中氧化产物的残留使得浸出液呈现弱酸性(ph值为4.5～6)，有助于将锂云母中的锂离子浸出，提高浸出率。
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1.一种锂云母造团焙烧制备碳酸锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种锂云母造团焙烧制备碳酸锂的方法，其特征在于，所述的S2中，混合物料和硫磺的质量比为100：(25～35)；生球团直径为(0.1～5)mm。
3.根据权利要求1所述的一种锂云母造团焙烧制备碳酸锂的方法，其特征在于，所述的S1中，锂云母、硫酸钠、氢氧化钙、水的质量比为100：(15～25)：(20～30)：(8～10)；其中，锂云母的粒度小于104μm，含水量不超过10％。
4.根据权利要求1所述的一种锂云母造团焙烧制备碳酸锂的方法，其特征在于，所述的S3中，焙烧处理具体步骤为：向流化床中通入天然气使得流化床中的温度达到870～950℃，停止通入天然气，切换为空气，将生球团在流化床中进行焙烧。
5.根据权利要求1所述的一种锂云母造团焙烧制备碳酸锂的方法，其特征在于，所述的S3中，流化床内上下气压差为4.5～12Kpa。
6.根据权利要求1所述的一种锂云母造团焙烧制备碳酸锂的方法，其特征在于，所述的S4中，破碎后的熟料的粒度小于10
7.根据权利要求1所述的一种锂云母造团焙烧制备碳酸锂的方法，其特征在于，所述的S5中，破碎后的熟料与水的质量比为1:1。
8.根据权利要求1所述的一种锂云母造团焙烧制备碳酸锂的方法，其特征在于，所述的S6中，浓缩净化液中氧化锂含量不低于20g/L。
9.根据权利要求1所述的一种锂云母造团焙烧制备碳酸锂的方法，其特征在于，所述的S7中，浓缩净化液与饱和碳酸钠溶液的质量比为1:3。
...【技术特征摘要】
1.一种锂云母造团焙烧制备碳酸锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种锂云母造团焙烧制备碳酸锂的方法，其特征在于，所述的s2中，混合物料和硫磺的质量比为100：(25～35)；生球团直径为(0.1～5)mm。
3.根据权利要求1所述的一种锂云母造团焙烧制备碳酸锂的方法，其特征在于，所述的s1中，锂云母、硫酸钠、氢氧化钙、水的质量比为100：(15～25)：(20～30)：(8～10)；其中，锂云母的粒度小于104μm，含水量不超过10％。
4.根据权利要求1所述的一种锂云母造团焙烧制备碳酸锂的方法，其特征在于，所述的s3中，焙烧处理具体步骤为：向流化床中通入天然气使得流化床中的温度达到870～950℃，停止通入天然气，切换为空气，将生球团在流化床中进行...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔颢，黄章喜，邱学强，王信刚，张亚文，董敬申，
申请(专利权)人：宜丰国轩锂业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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