一种硫酸焙烧法锂云母制备碳酸锂的方法技术

本发明专利技术公开了一种硫酸焙烧法锂云母制备碳酸锂的方法，包括以下工艺流程：（1）焙烧脱氟；（2）冷却磨细；（3）调浆；（4）低温焙烧；（5）浸出分离；（6）除杂；（7）浓缩；（8）冷冻；（9）碳化沉锂得到碳酸锂产品。本发明专利技术的硫酸焙烧法锂云母制备碳酸锂的方法工艺简单、硫酸用量少、能耗低、资源利用率高、环境污染少。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种碳酸锂的制备方法，特别是涉及。
技术介绍
随着低碳经济和绿色新能源产业的快速发展，特别是随着大容量动力电池技术的突破及推广应用，新型锂电动力汽车行业迅速崛起，大力发展锂电产业成为人们的普遍共识，将推动锂的需求走出“工业味精”的传统局限，迎来“能源金属”的新时代。碳酸锂是锂电新能源产业发展的重要基础原材料，主要用于合成各种锂电池正极材料，其市场需求量将呈爆发性的增长。根据原材料的不同，工业上制取碳酸锂的方法主要分为两类:一类是从含锂齒水中，通过对齒水中其他有价金属的矿物进行综合提取利用，使卤水中的锂得到富集，再经深加工提锂得到Li2CO3，但是，由于国内盐湖卤水大部分具有低镁锂比的特点，开发难度大，卤水提锂的工业化实施困难；另一类方法是通过对主要的含锂矿石一锂辉石和锂云母的火法或湿法处理，破坏其原有脉石结构，使其中的Li2O以可溶锂盐的形式溶解出来，再经碳化或纯碱沉锂得到碳酸裡广品。江西省宜春锂云母储量巨大，是目前为止探明的亚洲最大的锂云母矿。以年产I万吨电池级碳酸锂计，宜春锂云母矿已探明的B级储量就可以开采100年之久，且锂云母中富含钾、铷、铯等多种有价金属，综合利用这些资源，可以大幅降低锂云母提锂制备碳酸锂的成本。因此以锂云母为原料提取碳酸锂具有广阔的市场前景及较好的经济效益。目前以锂云母为原料制备碳酸锂的方法主要包括焙烧法、浸出法，也称为干法和湿法。焙烧法主要包括石灰石焙烧法、石灰焙烧法、硫酸盐焙烧法、氯化物焙烧法等，这些方法均采用在高温下(>800°C )将锂云母与相应化合物进行焙烧，破坏锂云母原有脉石结构达到提锂的目的，存在能耗高，锂回收率低、除杂工艺复杂等缺点，难以工业化。压浸法主要是将锂云母焙烧料在溶液中高压或常压下浸出，如硫酸压浸法、钠盐压浸法、石灰乳压浸法等，压浸法主要利用其它离子，如:Na+、K+、Ca2+等阳离子在一定温度和压力下置换出锂云母矿中的锂离子，从而达到提锂的目的，该法对设备要求较高，前期投资较大，运行维护费用高，同时，物料用量大，特别是硫酸压浸法，将使用大量硫酸，因此目前国内也较少采用该法。申请号为201010235150.2的专利技术专利公开了一种锂云母氟化学提锂工艺，该法将锂云母、添加剂(含氟的矿物、盐或酸)和硫酸投入到预反器中在50 150°C下预热反应0.1 2小时，然后再转入到另外一下反应器中，在150 350°C下反应0.5 4小时，反应过程中气体及时抽出，反应完成后渣用水浸出，再经除渣、沉锂工艺制备碳酸锂。该法实现了低温焙烧锂云母提锂， 但是采用了含氟的矿物、盐或酸做为添加剂，利用氟化学特有的破坏硅酸盐矿物晶体结构的性质，达到提锂的目的。由于锂云母硅酸盐矿物晶体结构被破坏，大量的S1、Al、Mg、Ca2+等离子均随锂离子浸出，除杂困难，同时反应体系引入了氟元素，将腐蚀生产设备，且造成环境污染。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有技术中的不足而完成的，本专利技术的目的是提供一种工艺简单、硫酸用量少、能耗低、资源利用率高、环境污染少的硫酸焙烧法锂云母制备碳酸锂的方法。本专利技术的，包括以下工艺流程:(1)焙烧脱氟:将锂云母矿在750 950°C下通入水蒸汽焙烧25 40分钟进行脱氟，每吨锂云母矿通入的水蒸汽的流量为0.005m Vh 0.015m Vh ；(2)冷却磨细:将步骤(I)焙烧后的锂云母冷却至常温，再将其磨细到50-325目，分析检测锂云母中的Li2O含量；(3)调浆:将60% 98% (wt%)的H2SO4与步骤(2)得到的磨细后的锂云母混匀调配成混合料浆，控制酸料质量比为0.15 0.40 ;(4)低温焙烧:将步骤(3)得到的混和料浆置于回转炉中，在200 300°C下焙烧25 50分钟得到焙烧料；(5)浸出分离:向步骤(4)得到的焙烧料中加纯净水或洗水，控制液固质量比为2 5:1，在常温下搅拌25 60分钟，然后离心分离得滤液和滤渣，滤渣经酸浸、分离、洗涤后弃去，洗水返回本步骤进行配料；(6)除杂:往步骤(5)得到的滤液中加入30% (wt%)的NaOH溶液，将溶液pH调至10 12，然后再往溶液中加入溶液质量的0.5%。 1.5%。的活性炭，搅拌反应30 50分钟后过滤；(7)浓缩:往步骤(6)得到的滤液中加入98% (wt%)的H2SO4,将溶液pH值调至6 7，然后将溶液蒸发浓缩至溶液中Li2O的含量为10 20g/l，再冷却至常温；(8)冷冻:将步骤(7)得到的溶液冷冻至-10 10°C析出钠、钾、铷、铯矾，过滤分离；(9)碳化沉锂:往步骤(8)得到的母液中通入CO2进行碳化沉锂，直到溶液的pH等于9 10为止，经离心分离、逆流洗涤、干燥后得到碳酸锂产品。本专利技术的还可以是:所述(I)步骤中的尾气用15% 30% (wt%)的氢氧化钠溶液吸收。所述(5)步骤中，滤渣用60% 98% (wt%)的H2SO4按液固质量比为2 4混和，在温度为80-150°C下搅拌反应1-3小时，再经过滤分离，洗涤后，滤渣弃去，滤液返回本步骤进行配料。所述(9)步骤离心分离后的碳酸锂用纯净水进行三次逆流洗涤，纯净水的质量为碳酸锂质量的2 4倍。本专利技术的，采用上述步骤，相对于现有技术而言，其具有的优点是不采用添加剂，锂云母脉石结构未被破坏，浸出时杂质少，除杂工艺简单，环境污染少。此外，本专利技术在低温焙烧时硫酸用量少(酸料比0.2 0.4)，低于现有技术工艺，物耗量减少，但锂回收率高(综合回收率>90%)。因此，本工艺具有工艺简单、硫酸用量少、能耗低、资源利用率高、环境污染少的优点。附图说明图1为本专利技术工艺流程图。具体实施例方式下面结合图1对本专利技术的进一步详细说明。本专利技术的，请参考图1，包括以下工艺流程:(I)焙烧脱氟:将锂云母矿在750 950°C下通入水蒸汽焙烧25 40分钟进行脱氟，每吨锂云母矿通入的水蒸汽的流量为0.005m Vh 0.015m Vh ；(2)冷却磨细:将步骤(I)焙烧后的锂云母冷却至常温，再将其磨细到50-325目，分析检测锂云母中的Li2O含量；(3)调浆:将60% 98% (wt%)的H2SO4与步骤(2)得到的磨细后的锂云母混匀调配成混合料浆，控制酸料质量比为0.15 0.40 ;(4)低温焙烧:将步骤(3)得到的混和料浆置于回转炉中，在200 300°C下焙烧25 50分钟得到焙烧料；(5)浸出分离:向步骤(4)得到的焙烧料中加纯净水或洗水，控制液固质量比为2 5:1，在常温下搅拌2 5 60分钟，然后离心分离得滤液和滤渣，滤渣经酸浸、分离、洗涤后弃去，洗水返回本步骤进行配料；(6)除杂:往步骤(5)得到的滤液中加入30% (wt%)的NaOH溶液，将溶液pH调至10 12，然后再往溶液中加入溶液质量的0.5%。 1.5%。的活性炭，搅拌反应30 50分钟后过滤；(7)浓缩:往步骤(6)得到的滤液中加入98% (wt%)的H2SO4,将溶液pH值调至6 7，然后将溶液蒸发浓缩至溶液中Li2O的含量为10 20g/l，再冷却至常温；(8)冷冻:将步骤(7)得到的溶液冷冻至-10 10°C析出钠、钾、铷、铯矾，过滤分离；(9)碳化沉锂:往步骤(8)得到的母液中通入CO2进行碳化沉锂，直到溶液的pH等于9 10为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硫酸焙烧法锂云母制备碳酸锂的方法，其特征在于：包括以下工艺流程：（1）焙烧脱氟：将锂云母矿在750～950℃下通入水蒸汽焙烧25～40分钟进行脱氟，每吨锂云母矿通入的水蒸汽的流量为0.005m3/h～0.015m3/h；（2）冷却磨细：将步骤（1）焙烧后的锂云母冷却至常温，再将其磨细到50?325目，分析检测锂云母中的Li2O含量；（3）调浆：将60%～98%（wt%）的H2SO4与步骤（2）得到的磨细后的锂云母混匀调配成混合料浆，控制酸料质量比为0.15～0.40；（4）低温焙烧：将步骤（3）得到的混和料浆置于回转炉中，在200～300℃下焙烧25～50分钟得到焙烧料；（5）浸出分离：向步骤（4）得到的焙烧料中加纯净水或洗水，控制液固质量比为2～5:1，在常温下搅拌25～60分钟，然后离心分离得滤液和滤渣，滤渣经酸浸、分离、洗涤后弃去，洗水返回本步骤进行配料；（6）除杂：往步骤（5）得到的滤液中加入30%（wt%）的NaOH溶液，将溶液pH调至10～12，然后再往溶液中加入溶液质量的0.5‰～1.5‰的活性炭，搅拌反应30～50分钟后过滤；（7）浓缩：往步骤（6）得到的滤液中加入98%（wt%）的H2SO4，将溶液pH值调至6～7，然后将溶液蒸发浓缩至溶液中Li2O的含量为10～20g/l，再冷却至常温；（8）冷冻：将步骤（7）得到的溶液冷冻至?10～10℃析出钠、钾、铷、铯矾，过滤分离；（9）碳化沉锂：往步骤（8）得到的母液中通入CO2进行碳化沉锂，直到溶液的pH等于9～10为止，经离心分离、逆流洗涤、干燥后得到碳酸锂产品。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李良彬，王彬，陈超，邓招男，刘明，傅利华，彭爱平，
申请(专利权)人：江西赣锋锂业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：