CN105692659B - 一种从粉煤灰中提锂的方法 - Google Patents

一种从粉煤灰中提锂的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105692659B
CN105692659B CN201610051291.6A CN201610051291A CN105692659B CN 105692659 B CN105692659 B CN 105692659B CN 201610051291 A CN201610051291 A CN 201610051291A CN 105692659 B CN105692659 B CN 105692659B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium
absorption
reaction
flyash
adsorbent
Prior art date
Application number
CN201610051291.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105692659A (zh
Inventor
李少鹏
孙振华
李会泉
包炜军
李占兵
Original Assignee
中国科学院过程工程研究所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 中国科学院过程工程研究所 filed Critical 中国科学院过程工程研究所
Priority to CN201610051291.6A priority Critical patent/CN105692659B/zh
Publication of CN105692659A publication Critical patent/CN105692659A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105692659B publication Critical patent/CN105692659B/zh

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01DCOMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D15/00Lithium compounds
    • C01D15/08Carbonates; Bicarbonates

Abstract

本发明公开了一种从粉煤灰中提锂的方法,所述方法包括一步碱溶、过滤和洗涤、吸附、解吸、浓缩和碳酸化沉淀的工艺,其主要过程包括:粉煤灰与碱液混合后进行碱溶反应,反应结束后进行固液分离并洗涤,得到的滤液和洗液进行锂离子吸附剂的吸附,然后进行锂离子解吸,浓缩,对浓缩液加入沉淀剂进行沉锂操作,沉淀结束后,进行过滤洗涤干燥,得到的固体即为由粉煤灰制备得到的碳酸锂产品。本发明提供了一种简单有效的粉煤灰提锂方法,原料来源广泛,具有工艺简单、反应条件温和、不影响滤液和滤渣的后续处理,可有效控制杂质,提取率大于60%,且适用于工业化推广等优点。

Description

一种从粉煤灰中提锂的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及从含锂固体废弃物粉煤灰中提锂的方法,尤其涉及一种从粉煤灰中提 锂制备碳酸锂的方法。
背景技术
[0002] 锂是一种重要的金属元素,广泛应用于能源、冶金、玻璃、陶瓷、橡胶以及润滑脂 中。当前锂的来源主要有两种:一种是盐湖卤水中的锂离子通过萃取法、吸附法、盐析法或 者共沉淀法进行提取后获得的锂盐化合物;另一种是从含锂矿石如锂云母或者锂辉石中通 过焙烧或者酸法生产得到锂盐化合物。随着新能源行业的发展,尤其是锂电池的快速发展, 锂的需求量持续迅猛增加,导致锂盐出现需求紧张的局面。
[0003] 伴随着我国煤电行业的发展,粉煤灰的产量逐年快速增加,因此粉煤灰的利用也 成为了一个亟待解决的环保资源综合利用课题。近年来,随着对粉煤灰尤其是高铝粉煤灰 研究的逐渐深入,研究发现在内蒙及山西等地的煤炭以及粉煤灰中含有较高含量的锂元 素,部分煤灰中Li2O的含量高达8082g/吨,S卩0.802%,已经达到伟晶岩独立锂矿的工业品 位,SP0.8% (DZ/T/0203-2002),具有较高的提取价值。
[0004] 当前针对粉煤灰提锂的主要方法包括直接碳化法、酸法和焙烧法。CN 104477948 公开了“一种从粉煤灰中提取碳酸锂的方法”,是将粉煤灰同碳酸钠溶液混合为浆料,之后 采用二氧化碳直接碳酸化得到碳酸氢锂混合溶液,之后与热融渣相的溶液混合后进行结晶 处理,得到碳酸锂晶体,该工艺简单,三废易处理,原料消耗少等优点,但该工艺锂的提取率 较低,反应速率慢,需要二氧化碳气体参与反应,增加了相应的成本。CN 103101935公开了 “从粉煤灰制取碳酸锂的方法”,是将粉煤灰酸法提铝过程中的氯化铝结晶母液通过净化除 杂、铝锂沉淀、煅烧、浸出、碳酸化沉淀等工艺制备得到碳酸锂沉淀,该工艺提高了酸法粉煤 灰提取氧化铝工艺过程产品附加值,提高了经济效益,但是处理工艺流程较长,成本较高, 需要配套酸法提取氧化铝工艺生产线,提锂方式较为局限。CN 102923742和CN 102923743 分别公开了一种碱法焙烧和酸法焙烧提取锂的方法,该工艺可实现锂较高的提取率,在提 取锂的同时实现了铝的回收利用,提高产品附加值。但是该工艺采用的原料为粉煤灰经过 脱硅过程得到的脱硅粉煤灰,未能充分利用锂资源,且焙烧过程能耗较高,焙烧后处理工序 较长。
发明内容
[0005] 针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种从粉煤灰中提锂的方法,该方 法工艺过程简单、条件温和、设备要求低、能耗少且原料来源广泛,价格低廉,能有效实现粉 煤灰中锂的回收利用,锂元素提取率大于60%,同时又保证了工艺中产生的粉煤灰残渣和 吸附余液的后续有效利用,实现了整个工艺流程的废物零排放,具有较好的工业应用前景。
[0006] 为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
[0007] —种从粉煤灰中提锂的方法,所述方法包括以下步骤:
[0008] ⑴碱溶反应:将粉煤灰和碱液混合,进行碱溶反应,得到混合浆料;
[0009] (2)过滤和洗涤:将步骤⑴的混合浆料进行过滤,得到滤渣和滤液,洗涤滤渣并过 滤得到洗液和粉煤灰残渣,将滤液和洗液混合,得到混合液;
[0010] (3)吸附:用吸附剂与步骤⑵的混合液进行锂离子吸附;
[0011] (4)解吸:用解吸剂与步骤(3)中进行完锂离子吸附后的吸附剂进行解吸,得到解 吸液;
[0012] (5)浓缩:对步骤⑷的解吸液进行浓缩,得到浓缩液;
[0013] ⑶沉淀:向步骤⑶的浓缩液中加入沉淀剂,进行沉淀反应,得到碳酸锂。
[0014] 本发明采用一步碱溶、过滤和洗涤、吸附、解吸、浓缩和碳酸化沉淀的工艺,有效实 现了粉煤灰中锂的回收利用,锂元素提取率高,大于60%,同时又保证了该工艺过程中产生 的粉煤灰残渣和吸附余液的后续有效回收利用,整个工艺过程条件温和,操作简单,原材料 成本低,设备简单,具有较好的工业应用前景。
[0015] 优选地,步骤⑴中粉煤灰先经过球磨和磁选的预处理。
[0016] 优选地,步骤⑴中碱液的质量分数为5-40 %,例如可为5 %、8 %、10 %、12 %、 15%、18%、20%、25%、27%、30%、33%、35%、38% 或 40% 等。
[0017] 优选地,步骤⑴中碱液选自氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液。
[0018] 优选地,步骤⑴中碱液和粉煤灰按液固比(1-8) : 1进行混合,液固比例如可为1: 1、2:1、3:1、4:1、5:1、5.5:1、6:1、7:1或8:1等。
[0019] 优选地,步骤⑴中碱溶反应的温度为50-150 °C,例如可为50 °C、60 °C、65 °C、70 °C、 75。(:、80。(:、90。(:、95。(:、100。(:、110。(:、115。(:、120。(:、130。(:、135。(:、140。(:或150。(:等。
[0020] 优选地,步骤⑴中碱溶反应的时间为20-300min,例如可为20min、40min、50min、 80min、lOOmin、120min、140min、150min、170min、200min、230min、250min、270mir^300min 等。
[0021] 优选地,步骤(I)中碱溶反应过程中伴有搅拌,搅拌转速优选为50-600r/min,例如 可为50r/min、100r/min、150r/min、200r/min、250r/min、300r/min、350r/min、400r/min、 450r/min、500r/min、550r/min或600r/min等。
[0022] 优选地,步骤(2)洗涤滤渣过程中液固体积比为(0.5-10) : I,例如可为0.5:1、0.8: 1、1:1、2:1、5:1、6:1、8:1或10:1等。
[0023] 优选地,步骤(3)中的吸附剂锂离子吸附剂,优选为锰系离子筛、钛系离子筛、铌系 离子筛、锆系离子筛、铝盐吸附剂或锂离子交换树脂中的任意一种或至少两种的组合,所述 组合典型但非限制性实例有:锰系离子筛与钛系离子筛的组合,锰系离子筛与铌系离子筛 的组合,钛系离子筛与铌系离子筛的组合,铌系离子筛与锆系离子筛的组合,锆系离子筛与 铝盐吸附剂,锰系离子筛、钛系离子筛与铌系离子筛的组合等,需要指出的是,本发明所述 吸附剂并不限于上述所列吸附剂,本领域技术人员可根据需要选用常用的其他系列的锂分 子筛,作为具体例可以举出但不限于锂锰系锂离子筛和锂钛系锂离子筛等。
[0024] 优选地,步骤⑶中吸附的温度为I〇-8〇°C,例如可为10°C、20°C、25°C、30°C、40°C、 45。(:、50。(:、60。(:、65。(:、70。(:或80。(:等。
[0025] 优选地,步骤(3)中吸附的时间为I〜30h,例如可为lh、3h、5h、6h、8h、10h、12h、 15h、18h、20h、23h、26h 或 30h 等。
[0026] 优选地,步骤⑶中吸附时混合液以5-200L/min的流速经过载有吸附剂的吸附柱, 所述流速例如可为5L/min、15L/min、25L/min、30L/min、40L/min、50L/min、70L/min、80L/ min、100L/min、120L/min、140L/min、150L/min、170L/min、185L/min或200L/min等。
[0027] 优选地,步骤(4)中解吸剂为水、稀盐酸或稀硫酸中的任意一种或至少两种的混合 物,所述稀盐酸和稀硫酸的浓度均独立地为〇 . 〇5mol/L-3mol/L,例如可为0.05mol/L、 0·lmol/L、0·3mol/L、0·5mol/L、lmol/L、1·2mol/L、1·5mol/L、1·8mol/L、2mol/L、2·5mol/L 或2.8mol/L等。所述解吸剂的混合物典型但非限制性实例有:水和稀盐酸的混合物,水和稀 硫酸的混合物,水、稀盐酸和稀硫酸的混合物等。
[0028] 优选地,步骤⑷中解吸的温度为l〇-9〇°C,例如可为10°C、20°C、30°C、40°C、50°C、 55。(:、60。(:、70。(:、75。(:、80。(:或90。(:等。
[0029] 优选地,步骤⑷中解吸的时间为I-30h,优选为Ih、2h、4h、6h、9h、IOh、13h、15h、 17h、21h、25h、28hS30h#。
[0030] 优选地,步骤⑷中解吸时解吸剂以5-150L/min的流速经过载有已进行完锂离子 吸附的吸附剂的解吸柱,所述流速例如可为5L/min、15L/min、25L/min、35L/min、50L/min、 60L/min、75L/min、90L/min、100L/min、110L/min、125L/min、135L/min或150L/min等。
[0031] 优选地,步骤⑶中浓缩液的浓度在15-50g/L。
[0032] 优选地,步骤(6)中沉淀剂为碳酸钠和/或碳酸钾,所述“碳酸钠和/或碳酸钾”意 指:可以是碳酸钠,或者是碳酸钾,又或者是碳酸钠和碳酸钾的混合物。
[0033] 优选地,沉淀剂与浓缩液中锂离子的摩尔比优选为(0.5-2) : 1,例如可为0.5 :1、 0.8:1、1:1、1.5:1、1.8:1或2:1等。
[0034] 优选地,步骤(6)中沉淀反应的时间为0.5-5h,例如可为0.5h、Ih、1.2h、1.5h、2h、 3h、3.5h、4h或5h等,优选为 1.5h。
[0035] 优选地,步骤(6)中沉淀反应过程中伴有搅拌,搅拌速率优选为50-600r/min,例如 可为50r/min、100r/min、200r/min、300r/min、350r/min、450r/min、500r/min 或600r/min 等。
[0036] 优选地,所述方法还包括在步骤(6)的沉淀反应之后进行步骤(7):将沉淀反应得 到的浆料经过过滤、洗涤和干燥的步骤,得到碳酸锂。
[0037] 本发明步骤(2)中的粉煤灰残渣可作为脱硅粉煤灰用于生产氧化铝或莫来石等含 铝材料;步骤(3)用吸附剂与步骤(2)的混合液进行锂离子吸附反应后,残余未被吸附完全 的吸附余液,所述吸附余液可作为含硅溶液用于生产白炭黑和硅酸钙含硅材料。
[0038] 本发明与现有技术相比的优点在于:
[0039] 有效实现了粉煤灰中锂元素的溶出和锂的回收利用,锂元素提取率大于60%,反 应条件温和,工艺过程简单,设备要求低,原料来源广泛,价格低廉,同时又保证了该工艺过 程中产生的粉煤灰残渣和吸附余液的后续有效回收利用,实现了整个工艺流程的废物零排 放,采用吸附法处理,锂离子选择性好,
[0040] 吸附速率高,生产流程短,能耗低,易于实现工业化生产。
附图说明
[0041] 图1为本发明所述一种从粉煤灰中提锂的方法的工艺流程示意图;
[0042]
附图说明:图中箭头方向为本发明所述方法的工艺流程方向。 具体实施方式
[0043] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
[0044] 下面结合附图及具体实施例详细介绍本发明。但以下的实施例仅限于解释本发 明,本发明的保护范围应包括权利要求的全部内容,不仅仅限于下面的实施例。
[0045] 本发明所述原料粉煤灰采用某热电厂产出的粉煤灰,其化学成分如表1所示。
[0046] 表1粉煤灰化学组成表(wt%)
[0047]
Figure CN105692659BD00071
[0048]
Figure CN105692659BD00072
[0049] 实施例1
[0050] (1)碱溶反应:将表1所述的粉煤灰与质量分数为15%的氢氧化钠溶液混合,在反 应釜内进行碱溶反应,碱液与粉煤灰的液固比为3:1,碱溶反应的温度为90°C,碱溶反应过 程中伴有搅拌,搅拌转速为300r/min,碱溶反应的时间为120min,得到含有硅锂溶出液(锂 离子浓度IIOppm)和脱硅粉煤灰的混合浆料;
[0051] (2)过滤和洗涤:将混合浆料过滤分离,得到滤渣和滤液,洗涤滤渣,洗涤滤渣过程 中液固体积比为1:1,过滤后得到洗液和粉煤灰残渣,将滤液和洗液混合得到混合液;
[0052] (3)吸附:混合液以50L/min的流速经过载有锂离子交换树脂的吸附柱,进行锂离 子吸附,吸附的温度为40 °C,吸附的时间为IOh;
[0053] (4)解吸:采用0.5mol/L的稀盐酸溶液对已进行完锂离子吸附的吸附剂进行解吸, 解吸时盐酸溶液的流速为30L/min,解吸的温度为40°C,解吸的时间为5h,得到解吸液;
[0054] (5)浓缩:将解吸后的解吸液转入蒸发浓缩设备,浓缩至浓缩液中锂离子浓度为 21g/L,得到浓缩液;
[0055] (6)沉淀:向浓缩后的浓缩液中加入沉淀剂碳酸钠,碳酸钠与浓缩液中锂离子摩尔 比为1:1,搅拌,搅拌速率为50r/min,进行沉淀反应2h后结束反应;
[0056] (7)过滤洗涤和干燥:对反应得到的浆料进行过滤,过滤后的固体采用1:1的去离 子水洗涤,洗涤结束后进行干燥,干燥得到碳酸锂晶体。
[0057] 本实施例中锂元素的提取率为68%,步骤(2)中的粉煤灰残渣可作为脱硅粉煤灰 用于生产氧化铝或莫来石等含铝材料;步骤(3)用吸附剂与步骤(2)的混合液进行锂离子吸 附反应后,残余未被吸附完全的吸附余液,所述吸附余液可作为含硅溶液用于生产白炭黑 和硅酸钙含硅材料,实现了整个工艺流程的废物零排放。
[0058] 实施例2
[0059] (1)碱溶反应:将表1所述的粉煤灰与质量分数为20%的氢氧化钠溶液混合,在反 应釜内进行碱溶反应,碱液与粉煤灰的液固比为2:1,碱溶反应的温度为95°C,碱溶反应过 程中伴有搅拌,搅拌转速为400r/min,碱溶反应的时间为80min,得到含有硅锂溶出液(锂离 子浓度160ppm)和脱硅粉煤灰的混合浆料;
[0060] (2)过滤和洗涤:将混合浆料过滤分离,得到滤渣和滤液,洗涤滤渣,洗涤滤渣过程 中液固体积比为1:1,过滤后得到洗液和粉煤灰残渣,将滤液和洗液混合得到混合液;
[0061] (3)吸附:混合液以40L/min的流速经过载有锰系离子筛的吸附柱,进行锂离子吸 附,吸附的温度为50°C,吸附的时间为8h;
[0062] (4)解吸:采用0.25mol/L的稀盐酸溶液对已进行完锂离子吸附的吸附剂进行解 吸,解吸时稀盐酸溶液的流速为20L/min,解吸的温度为40°C,解吸的时间为8h,得到解吸 液;
[0063] (5)浓缩:将解吸后的解吸液转入蒸发浓缩设备,浓缩至浓缩液中锂离子浓度为 32g/L,得到浓缩液;
[0064] (6)沉淀:向浓缩后的浓缩液中加入沉淀剂碳酸钠,碳酸钠与浓缩液中锂离子摩尔 比为0.8:1,搅拌,搅拌速率为600r/min,进行沉淀反应Ih后结束反应;
[0065] (7)过滤洗涤和干燥:对反应得到的浆料进行过滤,过滤后的固体采用1:1的去离 子水洗涤,洗涤结束后进行干燥,干燥得到碳酸锂晶体。
[0066] 本实施例中锂元素的提取率为72%,步骤(2)中的粉煤灰残渣可作为脱硅粉煤灰 用于生产氧化铝或莫来石等含铝材料;步骤(3)用吸附剂与步骤(2)的混合液进行锂离子吸 附反应后,残余未被吸附完全的吸附余液,所述吸附余液可作为含硅溶液用于生产白炭黑 和硅酸钙含硅材料,实现了整个工艺流程的废物零排放。
[0067] 实施例3
[0068] (1)碱溶反应:将表1所述的粉煤灰与质量分数为10%的氢氧化钠溶液混合,在反 应釜内进行碱溶反应,碱液与粉煤灰的液固比为4:1,碱溶反应的温度为100°C,碱溶反应过 程中伴有搅拌,搅拌转速为400r/min,碱溶反应的时间为120min,得到含有硅锂溶出液(锂 离子浓度95ppm)和脱硅粉煤灰的混合浆料。
[0069] (2)过滤和洗涤:将混合浆料过滤分离,得到滤渣和滤液,洗涤滤渣,洗涤滤渣过程 中液固体积比为1:1,过滤后得到洗液和粉煤灰残渣,将滤液和洗液混合得到混合液;
[0070] (3)吸附:混合液以40L/min的流速经过载有锰系离子筛的吸附柱,进行锂离子吸 附,吸附的温度为30°C,吸附的时间为15h;
[0071] ⑷解吸:采用lmol/L的稀盐酸溶液对已进行完锂离子吸附的吸附剂进行解吸,解 吸时稀盐酸溶液的流速为60L/min,解吸的温度为25°C,解吸的时间为10h,得到解吸液得到 解吸液;
[0072] (5)浓缩:将解吸后的解吸液转入蒸发浓缩设备,浓缩至浓缩液中锂离子浓度为 15g/L,得到浓缩液;
[0073] (6)沉淀:向浓缩后的浓缩液中加入沉淀剂碳酸钠,碳酸钠与浓缩液中锂离子摩尔 比为0.5:1,搅拌,搅拌速率为150r/min,进行沉淀反应1.5h后结束反应;
[0074] (7)过滤洗涤和干燥:对反应得到的浆料进行过滤,过滤后的固体采用1:1的去离 子水洗涤,洗涤结束后进行干燥,干燥得到碳酸锂晶体。
[0075] 本实施例中锂元素的提取率为61%,步骤(2)中的粉煤灰残渣可作为脱硅粉煤灰 用于生产氧化铝或莫来石等含铝材料;步骤(3)用吸附剂与步骤(2)的混合液进行锂离子吸 附反应后,残余未被吸附完全的吸附余液,所述吸附余液可作为含硅溶液用于生产白炭黑 和硅酸钙含硅材料,实现了整个工艺流程的废物零排放。
[0076] 实施例4
[0077] (1)碱溶反应:将表1所述的粉煤灰与质量分数为25%的氢氧化钠溶液混合,在反 应釜内进行碱溶反应,碱液与粉煤灰的液固比为3:1,碱溶反应的温度为100°C,碱溶反应过 程中伴有搅拌,搅拌转速为400r/min,碱溶反应的时间为60min,得到含有硅锂溶出液(锂离 子浓度130ppm)和脱硅粉煤灰的混合浆料。
[0078] (2)过滤和洗涤:将混合浆料过滤分离,得到滤渣和滤液,洗涤滤渣,洗涤滤渣过程 中液固体积比为1:1,过滤后得到洗液和粉煤灰残渣,将滤液和洗液混合得到混合液;
[0079] (3)吸附:混合液以40L/min的流速经过载有钛系离子筛的吸附柱,进行锂离子吸 附,吸附的温度为60°C,吸附的时间为7h;
[0080] (4)解吸:吸附结束后采用0.5mol/L的稀盐酸溶液对已进行完锂离子吸附的吸附 剂进行解吸,解吸时稀盐酸溶液的流速为40L/min,解吸的温度为50°C,解吸的时间为6h,得 到解吸液;
[0081] (5)浓缩:将解吸后的解吸液转入蒸发浓缩设备,浓缩至浓缩液中锂离子浓度为 21g/L;
[0082] (6)沉淀:向浓缩后的浓缩液加入沉淀剂碳酸钠,碳酸钠与浓缩液中锂离子摩尔比 为0.6,搅拌,搅拌速率为200r/min,进行沉淀反应1.5h后结束反应;
[0083] (7)过滤洗涤和干燥:对反应得到的浆料进行过滤,过滤后的固体采用1:1的去离 子水洗涤,洗涤结束后进行干燥,干燥得到碳酸锂晶体。
[0084] 本实施例中锂元素的提取率为75%,步骤(2)中的粉煤灰残渣可作为脱硅粉煤灰 用于生产氧化铝或莫来石等含铝材料;步骤(3)用吸附剂与步骤(2)的混合液进行锂离子吸 附反应后,残余未被吸附完全的吸附余液,所述吸附余液可作为含硅溶液用于生产白炭黑 和硅酸钙含硅材料,实现了整个工艺流程的废物零排放。
[0085] 实施例5
[0086] (1)碱溶反应:将表1所述的粉煤灰与质量分数为15%的氢氧化钠溶液混合,在反 应釜内进行碱溶反应,碱液与粉煤灰的液固比为3:1,碱溶反应的温度为90°C,碱溶反应过 程中伴有搅拌,搅拌转速为400r/min,碱溶反应的时间为80min,得到含有硅锂溶出液(锂离 子浓度118ppm)和脱硅粉煤灰的混合浆料;
[0087] (2)过滤和洗涤:将混合浆料过滤分离,得到滤渣和滤液,洗涤滤渣,洗涤滤渣过程 中液固体积比为1:1,过滤后得到洗液和粉煤灰残渣,将滤液和洗液混合得到混合液;
[0088] (3)吸附:混合液以40L/min的流速经过载有锆系离子筛的吸附柱,进行锂离子吸 附,吸附的温度为50°C,吸附的时间为8h;
[0089] ⑷解吸:采用0.4mol/L的稀硫酸溶液对已进行完锂离子吸附的吸附剂进行解吸, 解吸时稀硫酸溶液的流速为30L/min,解吸的温度为40°C,解吸的时间为8h,得到解吸液;
[0090] (5)浓缩:将解吸后的解吸液转入蒸发浓缩设备,浓缩至浓缩液中锂离子浓度为 18g/L,得到浓缩液;
[0091] (6)沉淀:向浓缩后的浓缩液中加入沉淀剂碳酸钠,碳酸钠与浓缩液中锂离子摩尔 比为1.2,搅拌,搅拌速率为300r/min,进行沉淀反应1.5h后结束反应;
[0092] (7)过滤洗涤和干燥:对反应得到的浆料进行过滤,过滤后的固体采用1:1的去离 子水洗涤,洗涤结束后进行干燥,干燥得到碳酸锂晶体。
[0093] 本实施例中锂元素的提取率为71%,步骤(2)中的粉煤灰残渣可作为脱硅粉煤灰 用于生产氧化铝或莫来石等含铝材料;步骤(3)用吸附剂与步骤(2)的混合液进行锂离子吸 附反应后,残余未被吸附完全的吸附余液,所述吸附余液可作为含硅溶液用于生产白炭黑 和硅酸钙含硅材料,实现了整个工艺流程的废物零排放。
[0094] 实施例6
[0095] (1)碱溶反应:将表1所述的粉煤灰与质量分数为30%的氢氧化钠溶液混合,在反 应釜内进行碱溶反应,碱液与粉煤灰的液固比为3:1,碱溶反应的温度为90°C,碱溶反应过 程中伴有搅拌,搅拌转速为400r/min,碱溶反应的时间为50min,得到含有硅锂溶出液(锂离 子浓度I OOppm)和脱硅粉煤灰的混合浆料。
[0096] (2)过滤和洗涤:将混合浆料过滤分离,得到滤渣和滤液,洗涤滤渣,洗涤滤渣过程 中液固体积比为1:1,过滤后得到洗液和粉煤灰残渣,将滤液和洗液混合得到混合液;
[0097] (3)吸附:混合液以40L/min的流速经过载铝锂型吸附剂的吸附柱,进行锂离子吸 附,吸附的温度为50°C,吸附的时间为8h;
[0098] ⑷解吸:采用40°C的热水对已进行完锂离子吸附的吸附剂进行解吸,解吸时热水 的流速60L/min,解吸的温度为40 °C,解吸的时间为8h,得到解吸液;
[0099] (5)浓缩:将解吸后的解吸液转入蒸发浓缩设备,浓缩至浓缩液中锂离子浓度为 15g/L,得到浓缩液;
[0100] (6)沉淀:向浓缩后的浓缩液中加入沉淀剂碳酸钠,碳酸钠与浓缩液中锂离子摩尔 比为1:1,搅拌,搅拌速率为400r/min,进行沉淀反应2h后结束反应;
[0101] (7)过滤洗涤和干燥:对反应得到的浆料进行过滤,过滤后的固体采用1:1的去离 子水洗涤,洗涤结束后进行干燥,干燥得到碳酸锂晶体。
[0102] 本实施例中锂元素的提取率为78%,步骤(2)中的粉煤灰残渣可作为脱硅粉煤灰 用于生产氧化铝或莫来石等含铝材料;步骤(3)用吸附剂与步骤(2)的混合液进行锂离子吸 附反应后,残余未被吸附完全的吸附余液,所述吸附余液可作为含硅溶液用于生产白炭黑 和硅酸钙含硅材料,实现了整个工艺流程的废物零排放。
[0103] 申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法,但本发明并不局 限于上述详细方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的 技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的 添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (26)

1. 一种从粉煤灰中提锂的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤: (1) 碱溶反应:将粉煤灰和碱液混合,进行碱溶反应,得到混合浆料; (2) 过滤和洗涤:将步骤(1)的混合浆料进行过滤,得到滤渣和滤液,洗涤滤渣并过滤得 到洗液和粉煤灰残渣,将滤液和洗液混合,得到混合液; (3) 吸附:用吸附剂与步骤(2)的混合液进行锂离子吸附; (4) 解吸:用解吸剂与步骤(3)中进行完锂离子吸附后的吸附剂进行解吸,得到解吸液; (5) 浓缩:对步骤(4)的解吸液进行浓缩,得到浓缩液; ⑹沉淀:向步骤⑸的浓缩液中加入沉淀剂,进行沉淀反应,得到碳酸锂; 其中,步骤(1)中碱液的质量分数为10-30%;碱溶反应的温度为80-120°C ;碱溶反应的 时间为50-120min。
2. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(1)中粉煤灰先经过球磨和磁选 的预处理。
3. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(1)中碱液选自氢氧化钠溶液和/ 或氢氧化钾溶液。
4. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(1)中碱液和粉煤灰按液固比(1- 8) : 1进行混合。
5. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(1)中碱溶反应过程中伴有搅拌。
6. 根据权利要求5所述的方法,其特征在于,搅拌转速为50-600r/min。
7. 根据权要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(2)洗涤滤渣过程中液固体积比为 (0.5-10) : 1〇
8. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(3)中的吸附剂为锂离子吸附剂。
9. 根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述步骤(3)中的吸附剂为锰系离子筛、钛 系离子筛、铌系离子筛、锆系离子筛、铝盐吸附剂或锂离子交换树脂中的任意一种或至少两 种的组合。
10. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(3)中吸附的温度为IO-SOtC。
11. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(3)中吸附的时间优选为l_30h。
12. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(3)中吸附时混合液以5-200L/ min的流速经过载有吸附剂的吸附柱。
13. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(4)中解吸剂为水、稀盐酸或稀 硫酸中的任意一种或至少两种的混合物。
14. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤⑷中解吸的温度为10-90°C。
15. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(4)中解吸的时间为l-30h。
16. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(4)中解吸时解吸剂以5-150L/ min的流速经过载有已进行完锂离子吸附的吸附剂的解吸柱。
17. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(5)中浓缩液中锂离子浓度在1-50g/L〇
18. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(6)中沉淀剂为碳酸钠和/或碳 酸钾。
19. 根据权利要求18所述的方法,其特征在于,沉淀剂与浓缩液中锂离子摩尔比为 (Ο · 5-2) : I ο
20. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(6)中沉淀反应的时间为0.5-5h〇
21. 根据权利要求20所述的方法,其特征在于,所述步骤(6)中沉淀反应的时间为1.5h。
22. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(6)中沉淀反应过程中伴有搅 拌。
23. 根据权利要求22所述的方法,其特征在于,搅拌速率为50-600r/min。
24. 根据权利要求1-23任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括在步骤(6)的 沉淀反应之后进行步骤(7):将沉淀反应得到的浆料经过过滤、洗涤和干燥的步骤,得到碳 酸锂。
25. 根据权利要求1-23任一项所述的方法,其特征在于,所述步骤(2)中的粉煤灰残渣 作为脱硅粉煤灰用于生产含铝材料。
26. 根据权利要求1-23任一项所述的方法,其特征在于,所述步骤(3)用吸附剂与步骤 (2)的混合液进行锂离子吸附反应后,残余未被吸附完全的吸附余液,所述吸附余液作为含 娃溶液用于生产含娃材料。
CN201610051291.6A 2016-01-26 2016-01-26 一种从粉煤灰中提锂的方法 CN105692659B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610051291.6A CN105692659B (zh) 2016-01-26 2016-01-26 一种从粉煤灰中提锂的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610051291.6A CN105692659B (zh) 2016-01-26 2016-01-26 一种从粉煤灰中提锂的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105692659A CN105692659A (zh) 2016-06-22
CN105692659B true CN105692659B (zh) 2017-07-21

Family

ID=56228728

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610051291.6A CN105692659B (zh) 2016-01-26 2016-01-26 一种从粉煤灰中提锂的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105692659B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107758714B (zh) * 2016-08-17 2020-12-01 中国科学院过程工程研究所 一种粉煤灰中铝硅锂镓联合法协同提取的方法
CN107760865B (zh) * 2016-08-17 2019-03-19 中国科学院过程工程研究所 一种粉煤灰碱浸过程浸出液镓锂离子富集的方法
CN106745016B (zh) * 2016-11-24 2019-05-07 河北工程大学 一种从粉煤灰中分离富集锂、铝、硅的方法
CN107130119B (zh) * 2017-07-18 2019-03-15 河北工程大学 一种从粉煤灰中浸出锂的方法
CN107138126A (zh) * 2017-07-18 2017-09-08 河北工程大学 一种锂离子筛吸附剂的制备方法及吸附锂离子的方法
CN107619952B (zh) * 2017-09-15 2019-09-03 山东大学 一种从粉煤灰中浸出锂的方法
CN108187608A (zh) * 2018-02-03 2018-06-22 天津市职业大学 一种结晶性铝盐锂离子吸附剂颗粒及其制备方法
CN109761249A (zh) * 2018-12-07 2019-05-17 三门峡联利新材料有限公司 解析氧化铝工厂富锂吸附剂中锂的方法和系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102923742A (zh) * 2012-11-19 2013-02-13 河北工程大学 一种从粉煤灰中综合提取铝和锂的方法
CN103101935A (zh) * 2012-12-28 2013-05-15 中国神华能源股份有限公司 从粉煤灰制取碳酸锂的方法
CN104477948A (zh) * 2014-12-03 2015-04-01 宋英宏 一种从粉煤灰中提取碳酸锂的方法
CN105016343A (zh) * 2014-04-17 2015-11-04 中国科学院过程工程研究所 一种利用高铝粉煤灰制备疏水性白炭黑的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102923742A (zh) * 2012-11-19 2013-02-13 河北工程大学 一种从粉煤灰中综合提取铝和锂的方法
CN103101935A (zh) * 2012-12-28 2013-05-15 中国神华能源股份有限公司 从粉煤灰制取碳酸锂的方法
CN105016343A (zh) * 2014-04-17 2015-11-04 中国科学院过程工程研究所 一种利用高铝粉煤灰制备疏水性白炭黑的方法
CN104477948A (zh) * 2014-12-03 2015-04-01 宋英宏 一种从粉煤灰中提取碳酸锂的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
用吸附法从粉煤灰碱性溶液里提取锂;侯永茹等;《粉煤灰综合利用》;20151231(第3期);第10-11,16页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105692659A (zh) 2016-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103849774B (zh) 一种废弃scr催化剂回收利用的方法
CN102212697B (zh) 钨渣处理方法
CN107475537B (zh) 从锂云母原料中提取锂、铷、铯盐的方法
CN106129511A (zh) 一种从废旧锂离子电池材料中综合回收有价金属的方法
CN104263946B (zh) 一种从scr脱硝废催化剂中回收钨、钒、钛的方法
CN105803226B (zh) 一种从离子吸附型稀土矿中提取稀土及铝的方法
CN102718234B (zh) 从锂云母中提取碳酸锂的方法
CN1328396C (zh) 从废铝基催化剂中提取钒、钼、镍、钴、铝的方法
CN102206755B (zh) 一种从钕铁硼废料中分离回收有价元素的方法
CN105152191B (zh) 一种利用高镁锂比盐湖卤水制备碳酸锂的方法
CN102531056B (zh) 一种钒渣加压浸出清洁生产钒酸钠铬酸钠的方法
CN103667710B (zh) 高钙钒渣清洁生产五氧化二钒工艺
CN102583453B (zh) 一种生产电池级碳酸锂或高纯碳酸锂的工业化方法
CN102828025B (zh) 从石煤钒矿中提取v2o5的方法
CN105803188A (zh) 一种氯化焙烧处理锂云母优先分离钾铷铯的方法
CN101838749B (zh) 一种含钒溶液离子交换提钒方法
CN104498739B (zh) 一种稀土矿分解余渣中铀、钍、稀土的分离回收方法
CN101705380B (zh) 一种从含稀土的铝硅物料中回收稀土方法
CN102127657B (zh) 一种石煤酸浸液提钒铁综合回收方法
CN102899485B (zh) 树脂矿浆法从含钪物料中提取钪的方法
CN103086405A (zh) 一种电池级碳酸锂的清洁化生产方法
CN1792802A (zh) 一种从粉煤灰中提取氧化铝的方法
CN104003443B (zh) 一种加晶种制备偏钒酸铵的方法
CN104386720B (zh) 一种从高硅含铝矿物原料中酸碱联合提取氧化铝的方法
CN104876250B (zh) 一种硫酸处理锂云母提锂除铝的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
GR01 Patent grant