CN109055723A

CN109055723A - 一种直接从锂瓷石矿原料中提取锂的方法

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Publication number: CN109055723A
Application number: CN201811090605.9A
Authority: CN
Inventors: 钟斌; 李辉照; 刘剑叶; 王家前; 南进喜; 吴进方
Original assignee: Jiangxi's South Lithium New Material Co Ltd
Current assignee: Jiangxi's South Lithium New Material Co Ltd
Priority date: 2018-09-19
Filing date: 2018-09-19
Publication date: 2018-12-21
Anticipated expiration: 2038-09-19
Also published as: CN109055723B

Abstract

本发明公开一种直接从锂瓷石矿原料中提取锂的方法，以锂瓷石矿为原料，包括对锂瓷石矿进行预处理；方法步骤如下：1）原料破碎，2）制焙烧混合料，3）焙烧制焙烧料，4）制焙烧破碎料，5）水浸出，6）固液分离，7）水洗，8）制锂或锂盐；本发明方法工艺简单、可靠、生产成本低、并且锂的回收率高的从锂瓷石中直接提锂的工艺方法，有利于实现工业化生产。

Description

一种直接从锂瓷石矿原料中提取锂的方法

技术领域：本发明涉及一种提取锂的方法，特别是一种直接从锂瓷石矿原料中提取锂的方法。

背景技术：

锂是一种重要的稀有金属元素，而硫酸锂或碳酸锂是一种重要的化工原料，随着国家新能源发展规划的出台，锂电新能源成为国家重点支持发展的能源产业之一；而硫酸锂或者是碳酸锂作为锂电新能源发展的重要基础原料，其需求量越来越大，价格也越来越高。

我国勘探的锂瓷石主要集中在江西，主要分布在宜春的宜丰、奉新、上高及吉安的安福等地，2010年保有资源储量为8160万吨，虽然在江西宜春地区锂瓷石资源丰富，但因其品味较低（Li2O含量在0.8%-1.8%之间,平均为1.61%）、难以提取，锂瓷石资源未能得到高附加值的利用。目前，锂瓷石除少部分通过工艺优先提取矿石中的锂云母，再通过锂云母提炼锂以外，大部分都很廉价的直接给玻璃厂、陶瓷厂做原料。

现阶段技术，要提炼锂瓷石矿石中的锂，一般是分两个步骤：一是先通过工艺操作提取出矿石中的锂云母，工艺操作一般为：A、锂瓷石自然解离；B、浮选；C、提纯，二是继而再从锂云母中把锂提炼出来。一方面，锂瓷石提炼锂云母过程中该过程产生大量的尾矿，消耗大量的能源及人力，导致生产成本升高；另一方面，锂瓷石提炼锂云母过程中锂的回收率一般只能达到70%-80%，锂云母提炼锂的过程锂的回收率为80%-90%，综合锂的回收率只有60%-70%，造成锂资源的大量浪费。该工艺整体来说工艺复杂、流程长，锂的回收率低、加工费用高，效果不佳。

如中国专利申请号为201010001287.1《一种从锂云母中提取锂的方法》其是以锂云母为原料，而仍非直接以锂瓷石为原料，需要将含有锂云母原料的锂矿石如锂瓷石矿等先行提取锂云母，然后以锂云母为原料进行提锂。且处理工艺困难，锂得率不高，因此生产成本高，设备投资大，产品的得率低；工业化生产的效益不佳。制备成本高。

发明内容：

本发明的目的就是要提供一种直接从锂瓷石矿原料中提取锂的方法，本发明公开的技术方法，直接从锂瓷石矿原料中提取锂，方法工艺简单、可靠、生产成本低、并且锂的回收率高的从锂瓷石中直接提锂的工艺方法；有利于实现工业化生产。

本发明一种直接从锂瓷石矿原料中提取锂的方法，以锂瓷石矿为原料，包括对锂瓷石矿进行预处理；其包括如下方法步骤，

1）原料破碎，是将锂瓷石矿置于破碎装置中进行粉碎，过50-80目，为锂瓷石破碎料；

2）制焙烧混合料，将锂瓷石破碎料和辅料，于搅拌混料装置中进行充分搅拌混合，为焙烧混合料；

3）焙烧制焙烧料，将2）步焙烧混合料，置于煅烧装置中，进行高温煅烧数拾分钟至数小时，为焙烧料；

4）制焙烧破碎料，将3）步焙烧料再经机械破碎球磨处理至200-350目，为焙烧破碎料；

5）水浸出，将4）步焙烧破碎料加水进行充分搅拌混合，进行浸出水洗涤处理，使焙烧破碎料中的锂充分浸出形成硫酸锂盐固液混合物料；

6）固液分离，将硫酸锂盐固液混合物料经过滤装置进行固液分离处理，得滤液1及滤渣；

7）水洗，将6）步制备的滤渣用水洗涤处理过滤，得洗涤液及废渣；

8）制锂或锂盐，将6）步制备的滤液1和7）步的洗涤液混合，进行蒸发浓缩处理得到锂或硫酸锂盐产品。

优选的，是1）步原料破碎是将锂瓷石矿原料先经颚式破碎机粗碎，中碎、细碎后过筛，筛下物入球磨机研磨后用高频振动筛进行筛分后，再用高梯度磁选机，除去弱磁性铁质矿物，制为锂瓷石破碎料。

进一步的，是2）步制焙烧混合料，所述辅料为硫酸钾、硫酸钙或碳酸钙；控制锂瓷石破碎料和辅料硫酸钾、硫酸钙或碳酸钙的质量比为1：0.10-0.35：0.05-0.25。

更优选的，是步骤3）焙烧制焙烧料，所述煅烧装置为回转窑，控制焙烧温度为800-1100℃，焙烧时间0.5-2小时。

优选的，是步骤5）水浸出，是控制焙烧破碎料和水质量比为1：1-3。

进一步的，是步骤6）所述滤装置为压滤机或者带式过滤机。

更优选的，是步骤5）、7）所述水洗涤处理是采用2-6级逆流水洗涤处理。

优选的，是控制步骤7）中的废渣中的锂离子含量≤0.1 wt%。

控制所述的高梯度磁选机的磁极表面磁场强度为H≤1700A/m。

所述辅料还括腐植酸钾和氢氧化钾的混合；控制腐植酸钾和氢氧化钾加入量占辅料总量的0.5-2 wt%。

本发明所述机械活化处理是球磨活化或机械粉碎活化。

本发明工艺步骤如下：锂瓷石原料粉碎→配料→混合、机械活化→焙烧或煅烧→进一步破碎→加水反应浸出→固液分离→排渣→分离得锂溶液→过滤、除废→沉锂得锂产品。

本发明采用本发明提供一种直接从锂瓷石矿物中提炼锂的技术工艺。较现阶段技术，要提炼锂瓷石矿石中的锂，一般是分两个步骤：一是先通过工艺操作提取出矿石中的锂云母，工艺操作一般为：A、锂瓷石自然解离；B、浮选；C、提纯，二是继而再从锂云母中把锂提炼出来。一方面，锂瓷石提炼锂云母过程中该过程产生大量的尾矿，消耗大量的能源及人力，导致生产成本升高；另一方面，锂瓷石提炼锂云母过程中锂的回收率一般只能达到70%-80%，锂云母提炼锂的过程锂的回收率为80%-90%，综合锂的回收率只有60%-70%，造成锂资源的大量浪费。该工艺整体来说工艺复杂、流程长，锂的回收率低、加工费用高，效果不佳。

本发明的工艺方法是将锂瓷石与硫酸钾、硫酸钙或碳酸钙等辅料，以一定的比例配料，在适当的时间、适当的温度下焙烧，焙烧产物经过破碎、水浸，把矿石中的锂提取成锂溶液，本发明方法的原理在于先将锂瓷石在800-1100摄氏度条件下焙烧，使之由原来的α-型转变成结构较疏松、易于和硫酸盐反应的β-型，使其中的锂转变为硫酸锂进入溶液，这种相变实际上是结合在焙烧过程中一并进行的。

其具有工艺操作过程稳定，生产周期短，设备利用率高，锂产品得率高，本发明方法锂的提取率可大于85%以上，且生产成本低，资源综合利用率高。是一种对环境影响小的生产方法。

利用本发明方法生产的硫酸锂经检测纯度达99.5%以上，技术指标如表1

Li<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>	99.5%
		Na<sup>+</sup>	0.024%
K<sup>+</sup>	0.009%
		Fe<sup>3+</sup>	0.003%
Ca<sup>2+</sup>	0.006%
		Mg<sup>2+</sup>	0.003%
Si	0.0055%
		H<sub>2</sub>O	0.25%
Pb+Zn+Al	0.0009%

具体实施方式：实施例中涉及浓度均为质量浓度。

为了达到上述目的，本发明提供一种直接从锂瓷石矿物中提炼锂的技术工艺。该工艺是将锂瓷石与硫酸钾、硫酸钙或碳酸钙等辅料，以一定的比例配料，在适当的时间、适当的温度下焙烧，焙烧产物经过破碎、水浸，把矿石中的锂提取成锂溶液，这一方法的原理在于先将锂瓷石在800-1100摄氏度条件下焙烧，使之由原来的α-型转变成结构较疏松、易于和硫酸盐反应的β-型，使其中的锂转变为硫酸锂进入溶液，这种相变实际上是结合在焙烧过程中一并进行的，具体工艺步骤为：1）原料破碎，将锂瓷石先经颚式破碎机粗碎，中碎、细碎后过筛，筛下物入球磨机研磨后用高频振动筛进行筛分后，再用高梯度磁选机，除去弱磁性铁质矿物，再磨粉处理后，制为锂瓷石破碎料。2）、制焙烧混合料，将锂瓷石破碎料、硫酸钾、硫酸钙或碳酸钙控制质量比为1：0.10-0.35：0.05-0.25混合为焙烧混合料；3）焙烧制焙烧料，将配置好的焙烧混合料置于混料器中充分混合均匀。4）、焙烧，将混合好的物料经焙烧窑回转窑中焙烧，控制温度在800-1100℃，焙烧时间0.5-2小时，为焙烧料。将焙烧料再经机械破碎球磨磨粉处理至200-350目，为焙烧破碎料；5）水浸出，将4）步焙烧破碎料加水进行充分搅拌混合，进行浸出水洗涤处理，使焙烧破碎料中的锂充分浸出形成硫酸锂盐固液混合物料；向焙烧破碎料加入一定的水，液固比为1：1以上，充分搅拌，锂基本转变为硫酸锂进入溶液。固液分离，将硫酸锂盐固液混合物料经过滤装置即通过压滤机或者带式过滤机等进行固液分离处理，得滤液1及滤渣；8、对浸出滤渣进行水洗，废渣中的锂可控制在0.1%以内。该工艺生产流程简便、高效、锂的回收率可达到85%至90%以上。

实施例1

本实施例使用原料为锂瓷石矿原料的主要化学成分如下表（wt%）

Li<sub>2</sub>O	K<sub>2</sub>O+ Na<sub>2</sub>O	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	SiO<sub>2</sub>	Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	Rb<sub>2</sub>O	Cs<sub>2</sub>O	F
								1.64%	12.54%	23.4%	54.82%	0.38%	1.62%	0.40%	余量

种直接从锂瓷石矿原料中提取锂的方法，以锂瓷石矿为原料，包括对锂瓷石矿进行预处理；其特特征是包括如下方法步骤，

1）原料破碎，是将锂瓷石矿置于破碎装置中，即将锂瓷石矿原料先经颚式破碎机粗碎，中碎、细碎后过筛，筛下物入球磨机研磨后用高频振动筛进行筛分后，再用高梯度磁选机，除去弱磁性铁质矿物，过50-80目，制为锂瓷石破碎料；控制所述的高梯度磁选机的磁极表面磁场强度为H≤1700A/m；

2）制焙烧混合料，将锂瓷石破碎料和辅料，于搅拌混料装置中进行充分搅拌混合，为焙烧混合料；控制锂瓷石破碎料和辅料硫酸钾、硫酸钙或碳酸钙的质量比为1：0.10-0.35：0.05-0.25；

3）焙烧制焙烧料，将2）步焙烧混合料，置于煅烧装置的回转窑中进行焙烧，控制在回转窑中进行焙烧时的焙烧温度为800-1100℃，焙烧时间0.5-2小时，为焙烧料；

4）制焙烧破碎料，将3）步焙烧料再经机械破碎并球磨处理至200-350目，为焙烧破碎料；

5）水浸出，将4）步焙烧破碎料加水进行充分搅拌混合，进行浸出水洗涤处理，控制焙烧破碎料和水质量比为1： 3；为使浸出效果更佳，使用的浸出水的温度可为50-70℃，控制水浸出时间在2-3小时，使焙烧破碎料中的锂充分浸出形成硫酸锂盐固液混合物料；

7）水洗，将6）步制备的滤渣用水洗涤处理过滤，得洗涤液及废渣；所述的水洗涤处理是采用2-6级逆流水洗涤处理；一般控制在4次水洗涤即四级的逆流水洗涤；过滤装置为压滤机或者带式过滤机；控制废渣中的锂离子浓度为≤0.1 wt%；

8）制锂或锂盐，将6）步制备的滤液1和7）步的洗涤液混合为制锂溶液，将制锂溶液进行蒸发浓缩处理得到锂或硫酸锂盐产品。

为提高制锂溶液的提锂率，优选的是将制锂溶液先加入适量的氢氧化钙液，再用活性碳进行净化处理，经中和、浓缩为浓缩液中的锂离子含量为20 g/L左右，再制备硫酸锂产品，分离的滤液回收循环使用。

控制该步溶液中Fe³⁺、Al³⁺、Mg²⁺、F、^εSi⁴⁺、Ca²⁺离子的质量浓度≤0.05%时对该固、液混合溶液进行过滤分离。

Claims

1.一种直接从锂瓷石矿原料中提取锂的方法，以锂瓷石矿为原料，包括对锂瓷石矿进行预处理；其特特征是包括如下方法步骤，

1）原料破碎，将锂瓷石矿置于破碎装置中进行粉碎，过50-80目，为锂瓷石破碎料；

2.根据权利要求1所述一种直接从锂瓷石矿原料中提取锂的方法，其特征是1）步原料破碎是将锂瓷石矿原料先经颚式破碎机粗碎，中碎、细碎后过筛，筛下物入球磨机研磨后用高频振动筛进行筛分后，再用高梯度磁选机，除去弱磁性铁质矿物，制为锂瓷石破碎料。

3.根据权利要求1所述一种直接从锂瓷石矿原料中提取锂的方法，其特征是2）步制焙烧混合料，所述辅料为硫酸钾、硫酸钙或碳酸钙；控制锂瓷石破碎料和辅料硫酸钾、硫酸钙或碳酸钙的质量比为1：0.10-0.35：0.05-0.25。

4.根据权利要求1所述一种直接从锂瓷石矿原料中提取锂的方法，其特征是步骤3）焙烧制焙烧料，所述煅烧装置为回转窑，控制焙烧温度为800-1100℃，焙烧时间0.5-2小时。

5.根据权利要求1所述一种直接从锂瓷石矿原料中提取锂的方法，其特征是步骤5）水浸出，是控制焙烧破碎料和水质量比为1：1-3。

6.根据权利要求1所述一种直接从锂瓷石矿原料中提取锂的方法，其特征是步骤6）所述滤装置为压滤机或者带式过滤机。

7.根据权利要求1所述一种直接从锂瓷石矿原料中提取锂的方法，其特征是步骤5）、7）所述水洗涤处理是采用2-6级逆流水洗涤处理。

8.根据权利要求1所述一种直接从锂瓷石矿原料中提取锂的方法，其特征是控制步骤7）中的废渣中的锂离子含量≤0.1 wt%。

9.根据权利要求2所述一种直接从锂瓷石矿原料中提取锂的方法，其特征是控制所述的高梯度磁选机的磁极表面磁场强度为H≤1700A/m。

10.根据权利要求1或3所述一种直接从锂瓷石矿原料中提取锂的方法，其特征是所述辅料还括腐植酸钾和氢氧化钾的混合；控制腐植酸钾和氢氧化钾加入量占辅料总量的0.5-2 wt%。