CN106966411B

CN106966411B - 处理锂辉石的方法

Info

Publication number: CN106966411B
Application number: CN201710262652.6A
Authority: CN
Inventors: 周文龙; 杜国山; 徐月和; 覃波; 邱爽; 桑园; 汪德华
Original assignee: China ENFI Engineering Corp
Current assignee: China ENFI Engineering Corp
Priority date: 2017-04-20
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2019-02-01
Anticipated expiration: 2037-04-20
Also published as: CN106966411A

Abstract

本发明公开了处理锂辉石的方法，包括：将锂辉石进行转型焙烧，以便得到转型焙烧料；将转型焙烧料细磨后与浓硫酸混合进行酸化焙烧，以便得到酸化焙烧熟料，并产生含酸尾气；将酸化焙烧熟料进行浸出，以便得到浸出浆料；将浸出浆料经过滤后的滤液进行净化处理，以便得到净化液；将净化液与碳酸钠溶液混合进行沉锂，经分离得到碳酸锂和沉锂母液；将碳酸锂沉淀进行干燥处理，以便得到碳酸锂产品；利用沉锂母液对含酸尾气进行吸收处理，可充分利用沉锂母液中的碱去中和含酸尾气中的酸，最后集中对沉锂母液中的硫酸钠进行回收并副产硫酸钠。该方法通过利用碳酸锂沉淀母液中过量的碳酸钠中和含酸尾气，从而实现了含酸尾气的废物利用，同时使含酸尾气达标排放。

Description

处理锂辉石的方法

技术领域

本发明涉及化工技术领域，具体而言，本发明涉及处理锂辉石的方法。

背景技术

锂具有比重最轻、化学活性强的特性，锂及其多种化合物在现代工业特别是在高科技领域有着广泛的用途，是高新技术领域重要材料。由于其优异的特性，除原子能、宇航及国防尖端工业使用外，在民用工业中亦获得了日益广泛的应用，被称为“能源金属”及“推动世界前进元素”等。

全球锂盐生产原料有锂矿及盐湖卤水两种，锂矿提锂主要集中在中国，多采用锂辉石精矿进行生产，是我国提锂主要方式。现有的采用锂辉石制备锂盐的工艺中，产出的尾气中含有较多的硫酸雾及有害气体SO₂，若直接排放会对空气造成严重污染，必须对其进行处理，而企业大多采用氢氧化钠溶液淋洗方式进行处理，几乎没有企业对该尾气中所含的酸进行利用。现有的治理工艺不但消耗价格昂贵的辅助材料氢氧化钠，而且额外产生硫酸钠，增加副产物，在后序副产物回收环节还需进行蒸发处理、产品干燥等，消耗大量能源，既消耗辅助材料，又浪费能源。

因此，现有的采用锂辉石制备锂盐的方法仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出处理锂辉石的方法。该方法通过利用碳酸锂沉淀母液中过量的碳酸钠中和含酸尾气过量酸，从而实现了含酸尾气的废物利用，同时使含酸尾气达标排放。

在本发明的一个方面，本发明提出了处理锂辉石的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)将锂辉石进行转型焙烧，以便得到转型焙烧料；(2)将所述转型焙烧料与浓硫酸混合进行酸化焙烧，以便得到酸化焙烧熟料和含酸尾气；(3)将所述酸化焙烧熟料进行浸出处理，以便得到浸出浆料；(4)将所述浸出浆料过滤后的滤液进行净化处理，以便得到净化液；(5)将所述净化液与碳酸钠溶液混合进行沉锂处理，以便得到碳酸锂，并同时产生沉锂母液；(6)将所述碳酸锂沉淀进行干燥处理，以便得到碳酸锂产品；以及(7)利用步骤(5)中的所述沉锂母液对步骤(2)中产生的所述含酸尾气进行吸收处理，以便使所述沉锂母液中的碱中和所述含酸尾气中的酸，并通过对沉锂母液进行处理副产硫酸钠。

由此，根据本发明实施例的处理锂辉石的方法通过将锂辉石依次进行转型焙烧和酸化焙烧后，得到酸化焙烧熟料和以SO₂气体和硫酸雾为主要成分的含酸尾气，酸化焙烧熟料经浸出处理和净化处理后，得到含锂净化液；进而采用碳酸钠对含锂净化液进行沉锂处理，得到碳酸锂沉淀和沉锂母液，进一步地，将碳酸锂沉淀进行干燥处理，即可获得碳酸锂产品；沉锂母液中含有过量的碳酸钠，本发明通过利用沉锂母液中过量的碳酸钠对以SO₂气体和硫酸雾为主要成分的含酸尾气进行中和，将其转化为硫酸钠并回收，从而不需采用额外碱液中和含酸尾气，也不需要采用额外的酸液中和过量的碳酸钠，同时减少了酸液和碱液的消耗，在不需要添加额外辅助材料的基础上实现了含酸尾气达标排放，同时沉锂母液经含酸尾气中和后可直接副产硫酸钠。该方法通过利用沉锂母液中过量的碳酸钠中和含酸尾气，从而实现了含酸尾气的废物利用和达标排放，显著降低了生产成本，并提高了生产效率。

另外，根据本发明上述实施例的处理锂辉石的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，在进行步骤(2)之前进一步包括：对所述转型焙烧料进行细磨处理。由此，可以显著提高后续酸化焙烧处理的效率。

在本发明的一些实施例中，所述处理锂辉石的方法进一步包括：(8)将步骤(7)中经过所述吸收处理得到的沉锂母液进行过滤处理，以便净化溶液并回收所述含酸尾气中的含锂粉尘。由此，可以显著提高制备得到的碳酸锂产品的收率。

在本发明的一些实施例中，所述处理锂辉石的方法进一步包括：(9)将步骤(8)中回收得到的所述含锂粉尘返回步骤(3)中进行所述浸出处理。由此，可以进一步提高制备得到的碳酸锂产品的收率。

在本发明的一些实施例中，所述净化处理包括：向所述浸出浆料过滤后的滤液中加入氢氧化钠以便沉淀杂质，得到含有杂质沉淀物的浸出浆料；将所述含有杂质沉淀物的浸出浆料进行过滤处理，以便得到所述含锂净化液。由此，可以显著提高制备得到的碳酸锂产品的品质。

在本发明的一些实施例中，所述转型焙烧是在1050摄氏度下进行的。

在本发明的一些实施例中，所述酸化焙烧是在250～300摄氏度下进行的。

在本发明的一些实施例中，所述浓硫酸为98％浓硫酸。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的处理锂辉石的方法流程示意图。

图2是根据本发明一个实施例的处理锂辉石的方法流程示意图。

图3是根据本发明一个实施例的处理锂辉石的方法流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的一个方面，本发明提出了处理锂辉石的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)将锂辉石进行转型焙烧，以便得到转型焙烧料；(2)将所述转型焙烧料与浓硫酸混合进行酸化焙烧，以便得到酸化焙烧熟料，并产生含酸尾气；(3)将所述酸化焙烧熟料进行浸出处理，以便得到浸出浆料；(4)将所述浸出浆料过滤后的滤液进行净化处理，以便得到含锂净化液；(5)将含锂净化液与碳酸钠溶液混合进行沉锂，以便得到碳酸锂，并同时产生沉锂母液；(6)将所述碳酸锂沉淀进行干燥处理，以便得到碳酸锂产品；以及(7)利用步骤(5)中的所述沉锂母液对步骤(2)中产生的所述含酸尾气进行吸收处理，以便使所述沉锂母液中的碱中和所述含酸尾气，并副产硫酸钠。

下面对根据本发明实施例的处理锂辉石的方法进行详细描述，参考图1～2，该方法包括：

S100：转型焙烧

该步骤中，将锂辉石进行转型焙烧，以便得到转型焙烧料。具体地，锂辉石是工业制备锂盐产品的主要原料，其主要成分为锂铝硅酸盐，常含有少量的镁、钙、铁等元素。锂辉石在天然状态下晶型为α型，在经较高温度加热后，其晶型可以转化为β型，由于α型锂辉石不与大多数酸碱试剂反应，所以需要通过对天然锂辉石进行转型焙烧处理，使天然锂辉石转化为β晶型的转型焙烧料，以便进行后续提锂工艺。

根据本发明的实施例，转型焙烧具体是在1050摄氏度下进行的。由此能够有效地将天然状态的α晶型锂辉石完全转化为β晶型，进而提高后续提锂效率以及提高锂回收率。

S200：酸化焙烧

该步骤中，将转型焙烧料与浓硫酸混合进行酸化焙烧，以便得到酸化焙烧熟料，并产生含酸尾气。具体地，通过将以β晶型锂辉石为主要成分的转型焙烧料与浓硫酸混合后进行酸化焙烧处理，可以使锂辉石中的锂转化为硫酸锂的形式，并产生含酸尾气。其中，含酸尾气中含有大量的SO₂气体和硫酸雾，含酸尾气的治理和控制对环境而言至关重要。

根据本发明的实施例，在进行酸化焙烧处理之前，可以对转型焙烧料进行细磨处理，将转型焙烧料细磨至较小的粒径，以便使转型焙烧料与浓硫酸之间具有更大的接触面积，从而提高酸化焙烧处理的效率。

根据本发明的实施例，酸化焙烧的条件并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，酸化焙烧是在250～300摄氏度下进行的，由此可以充分地将锂辉石中的锂转化为硫酸锂，进而提高锂盐产品的产率。

根据本发明的具体实施例，酸化焙烧处理中所采用的浓硫酸为98％浓硫酸，由此可以进一步充分地将锂辉石中的锂元素转化为硫酸锂，进而进一步提高锂盐产品的产率。

S300：浸出处理

该步骤中，将酸化焙烧熟料进行浸出处理，以便得到浸出浆料。通过对酸化焙烧熟料进行加水浸出处理，可以使可溶性硫酸锂进入液相，与固态杂质分离，以便后续进一步对锂盐产品进行分离提纯。

S400：净化处理

该步骤中，将浸出浆料过滤并对滤液进行净化处理，以便得到含锂净化液。具体地，根据本发明的实施例，浸出浆料中含有Mg²⁺、Al³⁺、Ca²⁺和Fe³⁺等杂质离子，可以向浸出浆料中加入NaOH及CaCO₃，以便将上述杂质离子转化为氢氧化物沉淀或碳酸盐沉淀，实现与可溶性硫酸锂的分离。进一步地，根据本发明的实施例，可以将含有杂质沉淀物的浸出浆料进行过滤处理，以便得到含锂净化液。

S500：沉锂

该步骤中，将含锂净化液与碳酸钠溶液混合进行沉锂反应，以便得到碳酸锂沉淀，并同时产生沉锂母液。具体地，为了使含锂净化液中的锂充分转化为碳酸锂沉淀，工业上一般采用过量的碳酸钠溶液对净化液进行沉锂，从而使沉锂母液中含有过量的碳酸钠，而本发明创造性的采用该沉锂母液对上述酸化焙烧处理中得到的含酸尾气对进行中和，显著降低了酸化焙烧尾气处理和沉锂母液中和处理的成本。

S600：干燥处理

该步骤中，将碳酸锂沉淀进行干燥处理，以便得到碳酸锂产品。

S700：吸收处理

该步骤中，利用S500中得到的沉锂母液对S200中产生的含酸尾气进行吸收处理，以便使沉锂母液中的碱中和含酸尾气中的酸，并对吸收后的沉锂母液进行处理副产硫酸钠。

首先，需要说明的是，目前各企业生产中，酸化焙烧工序和碳酸锂生产工序分属不同车间，各车间相对独立，目前还有没有将酸化焙烧尾气及沉锂母液二者进行结合相互利用的前例，。

发明人发现：

1、酸化焙烧含酸尾气中含有SO₂气体和硫酸雾，各生产企业目前主要采用氢氧化钠淋洗方式进行处理，该方法不仅额外消耗价格较贵的辅助材料氢氧化钠，同时还会额外产生硫酸钠废水，后续需对此部分废水回收处理，额外消耗各种能源，并产生副产物硫酸钠。

2、在沉锂工序产生的大量沉锂母液，含有过量的碳酸钠，正常生产过程中需要加硫酸进行中和，以便能够满足工序生产所需的中性pH条件而进入下面的工序，即沉锂母液通过蒸发浓缩回收副产硫酸钠。

故，基于含酸尾气和沉锂母液的特点，发明人创造性的将上述两部分内容进行结合，创造性地利用沉锂母液中的过量碳酸钠对含酸尾气中的酸进行吸收，既不需要外加酸液处理碱性沉锂母液，也不需要外加碱液处理含酸尾气，不仅省去了处理含酸尾气使用的氢氧化钠，还省去了中和沉锂母液额外添加的硫酸，减少了酸液和碱液的消耗，实现了含酸尾气和沉锂母液的达标排放，又通过对吸收含酸尾气的沉锂母液过滤处理保证了副产硫酸钠的产品质量；同时由于碱用量的减少，降低了低附加值副产品硫酸钠的产量，进而降低了副产硫酸钠生产所需的设备投资，占地、辅助配套设施的投资及副产硫酸钠生产过程中的能源消耗，进而显著降低了处理成本，一举多得。

因此，本发明上述实施例的处理锂辉石的方法，创造性地利用碱性沉锂母液对含酸尾气进行吸收，并且取得上述良好的效果。

S800：过滤处理

该步骤中，将S700中经过吸收处理得到的吸收液进行过滤处理，以便回收含酸尾气中的含锂粉尘，并确保吸收液可直接用于生产副产硫酸钠。

根据本发明的实施例，发明人发现，转型焙烧料经过酸化焙烧得到的含酸尾气中还含有少量含锂粉尘，通过沉锂母液处理含酸尾气后，该少量粉尘会进入溶液，进而影响后序副产硫酸钠的生产及产品质量，故发明人通过对吸收液进行过滤处理，实现对含酸尾气中含锂粉尘的回收，并回用工艺，即可提高锂的收率，提高生产的经济价值，又可确保副产硫酸钠的产品质量。

S900：返回浸出处理

该步骤中，将S800中过滤得到的含锂固体返回浸出工序，由此，可提高锂的收率，进而提高生产的经济价值。

由此，根据本发明实施例的处理锂辉石的方法通过将锂辉石依次进行转型焙烧、细磨和酸化焙烧后，得到酸化焙烧熟料，并产生含SO₂和硫酸雾的含酸尾气，酸化焙烧熟料经细磨处理、浸出处理和净化处理后，得到含锂净化液；进而采用碳酸钠溶液对含锂净化液进行沉锂，得到碳酸锂沉淀和沉锂母液，其中，沉锂母液中含有大量过量的碳酸钠，本发明通过利用沉锂母液中的碳酸钠对以SO₂气体和硫酸雾为主要成分的含酸尾气进行中和，，从而不需要采用额外的酸液将碳酸钠转化为硫酸钠，也不需要采用额外碱液中和含酸尾气，同时减少了酸液和碱液的消耗，实现了含酸尾气的达标排放并副产硫酸钠。另外，通过回收含酸尾气中的含锂粉尘，还可以进一步提高生产中锂的综合收率。该方法通过碳酸锂沉淀母液中过量的碳酸钠中和含酸尾气，从而实现了含酸尾气的达标排放，并显著降低了生产成本，并提高了生产效率。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例

参考图3，对锂辉石进行处理并获得碳酸锂产品。

(1)将锂辉石进行转型焙烧，以便得到转型焙烧料；

(2)将转型焙烧料经细磨后与浓硫酸混合进行酸化焙烧，以便得到酸化焙烧熟料，并产生含酸尾气；

(3)将酸化焙烧熟料进行浸出，以便得到浸出浆料；

(4)将浸出浆料过滤后的滤液进行净化，以便得到含锂净化液；

(5)将含锂净化液与纯碱混合进行沉锂，以便得到碳酸锂，并同时产生沉锂母液；

(6)将碳酸锂沉淀进行干燥处理，以便得到碳酸锂产品；以及

(7)利用步骤(5)中的沉锂母液对步骤(2)中产生的含酸尾气进行吸收处理，以便使沉锂母液中的碱中和含酸尾气中的酸，对吸收后沉锂母液处理回收硫酸钠。

(8)将步骤(7)中经过吸收处理得到的沉锂母液进行过滤处理，以便净化溶液并回收含酸尾气中的含锂粉尘。

(9)将步骤(8)中回收得到的含锂粉尘返回步骤(3)中进行浸出处理。

该方法通过利用所述沉锂母液中的碱中和含酸尾气的酸，从而实现了含酸尾气的废物利用，同时使含酸尾气达标排放。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种处理锂辉石的方法，其特征在于，包括：

(1)将锂辉石进行转型焙烧，以便得到转型焙烧料；

(2)将所述转型焙烧料与浓硫酸混合进行酸化焙烧，以便得到酸化焙烧熟料，并产生含酸尾气；

(3)将所述酸化焙烧熟料进行浸出处理，以便得到浸出浆料；

(4)将所述浸出浆料过滤后的滤液进行净化处理，以便得到含锂净化液；

(5)将含锂净化液与碳酸钠溶液混合进行沉锂，以便得到碳酸锂，并同时产生沉锂母液；

(6)将所述碳酸锂沉淀进行干燥处理，以便得到碳酸锂产品；以及

(7)利用步骤(5)中的所述沉锂母液对步骤(2)中产生的所述含酸尾气进行吸收处理，以便使所述沉锂母液中的碱中和所述含酸尾气的酸，并副产硫酸钠。

2.根据权利要求1所述的处理锂辉石的方法，其特征在于，在进行步骤(2)之前进一步包括：对所述转型焙烧料进行细磨处理。

3.根据权利要求1所述的处理锂辉石的方法，其特征在于，进一步包括：

(8)对步骤(7)中经过所述吸收处理得到的沉锂母液进行过滤处理，以便净化溶液并回收所述含酸尾气中的含锂粉尘。

4.根据权利要求2所述的处理锂辉石的方法，其特征在于，进一步包括：

5.根据权利要求3所述的处理锂辉石的方法，其特征在于，进一步包括：

(9)将步骤(8)中回收得到的所述含锂粉尘返回步骤(3)中进行所述浸出处理。

6.根据权利要求4所述的处理锂辉石的方法，其特征在于，进一步包括：

7.根据权利要求1～6任一项所述的处理锂辉石的方法，其特征在于，所述净化处理包括：

向所述浸出浆料过滤后的滤液中加入氢氧化钠以便沉淀杂质，得到含有杂质沉淀物的浸出浆料；

将所述含有杂质沉淀物的浸出浆料进行过滤处理，以便得到所述含锂净化液。

8.根据权利要求1～6任一项所述的处理锂辉石的方法，其特征在于，所述转型焙烧是在1050摄氏度下进行的。

9.根据权利要求7所述的处理锂辉石的方法，其特征在于，所述转型焙烧是在1050摄氏度下进行的。

10.根据权利要求1～6任一项所述的处理锂辉石的方法，其特征在于，所述酸化焙烧是在250～300摄氏度下进行的。

11.根据权利要求7所述的处理锂辉石的方法，其特征在于，所述酸化焙烧是在250～300摄氏度下进行的。

12.根据权利要求8所述的处理锂辉石的方法，其特征在于，所述酸化焙烧是在250～300摄氏度下进行的。

13.根据权利要求1～6任一项所述的处理锂辉石的方法，其特征在于，所述浓硫酸为98％浓硫酸。

14.根据权利要求7所述的处理锂辉石的方法，其特征在于，所述浓硫酸为98％浓硫酸。

15.根据权利要求8所述的处理锂辉石的方法，其特征在于，所述浓硫酸为98％浓硫酸。

16.根据权利要求10所述的处理锂辉石的方法，其特征在于，所述浓硫酸为98％浓硫酸。