CN109970085A - 一种从锂云母浸出液制备锂产品的新工艺 - Google Patents

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李大炳
杨志平
康绍辉
樊兴
宋艳
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Abstract

本发明属于锂资源开发技术领域，具体涉及一种从锂云母浸出液制备锂产品的新工艺。步骤如下：1)锂溶液准备；2)磷酸锂产品制备；取步骤1)所得锂溶液，沉淀，过滤并洗涤，将沉淀物烘干即制得磷酸锂产品；3)氢氧化锂产品制备；取步骤2)所得磷酸锂沉淀物，加入石灰乳，搅拌反应，过滤，所得滤液为氢氧化锂溶液，经蒸发浓缩结晶即得氢氧化锂产品；4)碳酸锂产品制备；取步骤3)中氢氧化锂溶液，蒸发浓缩，加入二氧化碳气体即得碳酸锂产品。本发明不仅锂沉淀效率高，且工艺过程简单，能分别制得磷酸锂、氢氧化锂及碳酸锂产品，可满足不同锂产品的需求，对市场适应性强，具有较好的工业应用价值。

Description

一种从锂云母浸出液制备锂产品的新工艺
技术领域
本发明属于锂资源开发技术领域，具体涉及一种从锂云母浸出液制备锂产品的新工艺。
背景技术
锂主要用于锂电池、玻璃陶瓷、空调制冷剂、原子反应堆、冶金等行业。近年来随着电动汽车产销量的快速增长，对锂的需求逐年增长。目前我国锂产品加工原料对外依存度很高，而锂云母是我国特有的一种锂矿资源，储量巨大，对锂云母进行经济高效开发可有效缓解我国对碳酸锂产品的强劲需求。根据提锂过程中所用助剂的不同，可将锂云母提锂工艺分为酸法提锂、碱法提锂法和盐法提锂三大类。
目前，无论哪种方法得到的锂云母浸出液，经除杂后一般通过加入碳酸钠溶液以制得碳酸锂产品。由于碳酸锂在水中有一定的溶解度，不仅造成锂的沉淀效率不高，且含有一定浓度碳酸锂的沉淀母液处理困难，最终造成碳酸锂制备工艺效率低下，能耗较高，降低了锂云母提锂的经济效益。因此，采用更加高效的方法从锂云母浸出液中将锂沉淀下来，提高经济效益，具有重要意义。
发明内容
针对目前锂云母浸出液经除杂后采用碳酸钠沉锂制备碳酸锂产品的工艺存在锂的沉淀率低，碳酸钠消耗量大，含锂含碳酸盐沉锂母液回收利用困难、处理成本高的难题，本发明采用磷酸(磷酸钠)作为锂的沉淀试剂，利用磷酸锂溶解度低的原理实现浸出液中锂的高效沉淀，直接制备磷酸锂产品，或通过后续处理制备氢氧化锂或碳酸锂产品，提高锂的沉淀效率，为锂云母提锂制备锂产品提供一种新的工艺。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种从锂云母浸出液制备锂产品的新工艺，步骤如下：
1)锂溶液准备；
2)磷酸锂产品制备；取步骤1)所得锂溶液，沉淀，过滤并洗涤，将沉淀物烘干即制得磷酸锂产品；
3)氢氧化锂产品制备；取步骤2)所得磷酸锂沉淀物，加入石灰乳，搅拌反应，过滤，所得滤液为氢氧化锂溶液，经蒸发浓缩结晶即得氢氧化锂产品；
4)碳酸锂产品制备；取步骤3)中氢氧化锂溶液，蒸发浓缩，加入二氧化碳气体即得碳酸锂产品。
所述的锂溶液为酸法或盐法制得的锂云母浸出液经石灰乳初步除杂后所得硫酸锂溶液。
所述的锂溶液中ρ(Li)＝0.2～10g/L。
所述的步骤2)中，加入磷酸溶液和氢氧化钠溶液沉淀。
所述的步骤2)中，加入磷酸钠溶液沉淀。
所述的步骤3)中，搅拌反应2-12h。
本发明所取得的有益效果为：
本发明采用锂云母浸出液经除杂后所得硫酸锂溶液，加入磷酸钠或磷酸+氢氧化钠作为锂的沉淀试剂，沉淀母液中锂降至100mg/L以下，实现了锂的高效沉淀，有效避免了目前采用碳酸钠溶液作为锂沉淀剂造成的锂沉淀率低，碳酸钠试剂消耗量大，产生的含锂含碳酸盐沉淀母液回收利用困难、处理成本高的难题。该法获得的磷酸锂沉淀物可烘干后直接得磷酸锂产品，或将其与石灰乳反应，利用磷酸钙溶解度远低于磷酸锂溶解度的特点，通过沉淀转化将磷酸锂沉淀物中的锂转化为可溶的氢氧化锂溶液，该溶液经蒸发浓缩结晶即可制得氢氧化锂产品；或将氢氧化锂浓缩液加二氧化碳沉淀即制得碳酸锂产品。该法不仅锂沉淀效率高，且工艺过程简单，能分别制得磷酸锂、氢氧化锂及碳酸锂产品，可满足不同锂产品的需求，对市场适应性强，具有较好的工业应用价值。
附图说明
图1为从锂云母浸出液制备锂产品的新工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明针对目前锂云母浸出液经除杂后采用碳酸钠沉锂制备碳酸锂产品的工艺存在锂的沉淀率低，试剂消耗量大，含锂沉淀母液后续处理困难，成本高的问题。采用磷酸(磷酸钠)作为锂的沉淀试剂，利用锂与磷酸根形成磷酸锂沉淀实现经除杂后锂云母浸出液中锂的高效沉淀，可根据市场需求直接制备磷酸锂产品；或将制得的磷酸锂中间品经氢氧化钙置换转化，利用磷酸钙的溶解度低于磷酸锂的溶解度将锂转化为可溶性的氢氧化锂溶液，经蒸发浓缩结晶制得氢氧化锂产品；或将氢氧化锂溶液浓缩后，通入二氧化碳将锂沉淀出来，即可制得碳酸锂产品。
如图1所示，本发明所述从锂云母浸出液制备锂产品的新工艺步骤如下：
1)锂溶液准备。本发明所用锂溶液为酸法、盐法等方法制得的锂云母浸出液经石灰乳等试剂初步除杂后所得硫酸锂溶液，其中ρ(Li)＝0.2～10g/L。
2)磷酸锂产品制备。取步骤1)所得锂溶液，加入磷酸溶液和氢氧化钠溶液(或磷酸钠溶液)，沉淀，过滤并洗涤，将沉淀物烘干即制得磷酸锂产品。
3)氢氧化锂产品制备。取步骤2)所得磷酸锂沉淀物(未烘干)，加入石灰乳，搅拌反应2-12h，过滤，所得滤液为氢氧化锂溶液，经蒸发浓缩结晶即得氢氧化锂产品。
4)碳酸锂产品制备。取步骤3)中氢氧化锂溶液，蒸发浓缩，加入二氧化碳气体即得碳酸锂产品。
下面结合具体实施例对本发明所述的一种从锂云母浸出液制备锂产品的新工艺作进一步描述。
实施例(1)
取锂云母加盐焙烧—水浸浸出液，经除杂所得硫酸锂溶液，其中ρ(Li)＝6g/L，采用该溶液制备碳酸锂产品。
磷酸钠溶液沉淀。取以上浸出液，加入磷酸钠溶液，在80～95℃下搅拌1h，过滤，滤液中ρ(Li)降至100mg/L以下，可返回锂云母浸出工艺中，所得滤饼洗涤，即得磷酸锂沉淀物。
石灰乳转化。取制得的磷酸锂沉淀，加入20％石灰乳溶液，在60～90℃下搅拌反应3h，过滤，所得滤液即为氢氧化锂溶液，将其蒸发浓缩至ρ(Li)为20g/L以上，制得氢氧化锂浓缩液。
碳酸锂产品制备。取制得的氢氧化锂浓缩液，通入二氧化碳气体，即沉淀出碳酸锂，过滤，滤饼烘干，即制得碳酸锂产品。
实施例(2)
取锂云母硫酸浸出液，经除杂所得硫酸锂溶液，其中ρ(Li)＝3g/L，采用该溶液制备氢氧化锂产品。向浸出液中加入磷酸并同时加入氢氧化钠溶液，维持pH在9以上，温度90℃，使溶液中锂转化为磷酸锂沉淀，加完后继续搅拌1h。过滤，滤饼用水洗涤后加入石灰乳溶液中，在90℃下搅拌反应3h，过滤，所得滤液即为氢氧化锂溶液，将其浓缩，直至出现氢氧化锂晶体，洗涤后烘干即制得氢氧化锂产品。
实施例(3)
试验采用的硫酸锂溶液中ρ(Li)＝1g/L，向该锂溶液中加入磷酸钠溶液，温度90℃，使溶液中锂转化为磷酸锂沉淀，加完后继续搅拌1h，沉淀完成后溶液中ρ(Li)降至100mg/L以下。过滤，滤饼用水洗涤后烘干即制得磷酸锂产品
上面对本发明的实施例作了简要说明，上述实施方式仅为本发明的典型实施例，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种从锂云母浸出液制备锂产品的新工艺，其特征在于：步骤如下：
1)锂溶液准备；
2)磷酸锂产品制备；取步骤1)所得锂溶液，沉淀，过滤并洗涤，将沉淀物烘干即制得磷酸锂产品；
3)氢氧化锂产品制备；取步骤2)所得磷酸锂沉淀物，加入石灰乳，搅拌反应，过滤，所得滤液为氢氧化锂溶液，经蒸发浓缩结晶即得氢氧化锂产品；
4)碳酸锂产品制备；取步骤3)中氢氧化锂溶液，蒸发浓缩，加入二氧化碳气体即得碳酸锂产品。
2.根据权利要求1所述的从锂云母浸出液制备锂产品的新工艺，其特征在于：所述的锂溶液为酸法或盐法制得的锂云母浸出液经石灰乳初步除杂后所得硫酸锂溶液。
3.根据权利要求1所述的从锂云母浸出液制备锂产品的新工艺，其特征在于：所述的锂溶液中ρ(Li)＝0.2～10g/L。
4.根据权利要求1所述的从锂云母浸出液制备锂产品的新工艺，其特征在于：所述的步骤2)中，加入磷酸溶液和氢氧化钠溶液沉淀。
5.根据权利要求1所述的从锂云母浸出液制备锂产品的新工艺，其特征在于：所述的步骤2)中，加入磷酸钠溶液沉淀。
6.根据权利要求1所述的从锂云母浸出液制备锂产品的新工艺，其特征在于：所述的步骤3)中，搅拌反应2-12h。
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