CN111847488A - 一种锂云母提取锂的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明的一种锂云母提取锂的工艺，包括以下工艺流程：(1)研磨；(2)高压蒸汽反应；(3)浸出；(4)沉淀。本发明通过使用行星球磨机球磨，使得锂云母与活化剂之间通过锂元素的原位相转移，改变了锂云母的晶体结构，从而使得锂的浸出率提高。其次，通过高压蒸汽在500℃下与球磨物料接触反应，可以显著减少能耗与碱的用量，并且整个工艺过程中无有毒气体的生成。本发明的整个工艺过程中可以循环使用硫酸钡，降低了生产成本，能耗显著降低，有良好的应用前景。

Description

一种锂云母提取锂的工艺

技术领域

本发明属于矿石提取技术领域，具体涉及一种锂云母提取锂的工艺。

背景技术

随着现阶段我国新能源行业的不断发展，锂产品方面的应用面临着更高的需求，为了提供较为充分的锂资源，必然需要重点围绕着提锂工艺进行深入研究。在提锂工艺的应用中，主要的固态矿石原材料有锂辉石以及锂云母，其中锂辉石在我国的含量并不高，需要依赖于大量进口，而我国在锂云母方面却相对较为丰富。目前，以锂云母为原料提锂的工艺主要有食盐压煮法、碱压煮法、硫酸盐法、硫酸法等，这些工艺不仅大量消耗锂云母，而且在生产中会产生大量的废渣。据了解，以一个年产1万吨锂盐的企业为例，在制备单水氢氧化锂精制液的过程中，可生产条件苛刻、易造成设备严重腐蚀。基于此，针对锂云母提锂工艺进行创新研究极为必要。

专利CN106745097B公开了一种从锂云母精矿提取锂的方法，将重量比为0.5～1.5∶0.1～0.35∶0.1～0.3的锂云母精矿、硫酸钙、硫酸钡源混合、调浆得混合料；混合料再在850～950℃下焙烧1.5～2h得焙烧料；所述的焙烧料经磨粉、硫酸浸出处理得浸出液；随后将浸出液进行除杂处理得LiOH完成液；所述的LiOH完成液经过结晶、洗涤得到单水氢氧化锂。该方法使用大量的硫酸盐，并且需要高温焙烧，能源消耗大；而且需要用到大量的浓硫酸，会产生大量的废酸废水，不利于后期处理。

发明内容

针对现有技术问题，本发明的目的在于提供一种锂云母提取锂的工艺。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种锂云母提取锂的工艺，包括以下工艺流程：

(1)研磨：将锂云母与活化剂按质量比为1:0.2-0.5混合，放入行星球磨机内进行球磨，球磨一定时间后取出球磨物料。

(2)高压蒸汽反应：将研磨后的物料放入到高压反应釜中，通入高压蒸汽，并保持反应釜内高温高压的条件，反应一段时间，冷却出料；

(3)浸出：将冷却后的物料加水稀释，并加入稀硫酸，使溶液pH<5，在100℃下搅拌反应5小时，使得物料中的锂离子完全浸出,分离出浸出渣和浸出液，将浸出液浓缩后进入下一工序。

(4)沉淀：向浓缩后的浸出液中加入碳酸钠调节pH>6,在常温下搅拌3-5h，使得浸出液中的锂离子完全沉淀，并进行过滤、洗涤、干燥得到碳酸锂。

优选的，所述(1)中活化剂为碱与硫酸盐按质量比为1:1-2组成的混合物；进一步优选的，所述碱为氢氧化钡；所述硫酸盐为硫酸钡。

优选的，所述(1)中行星球磨机的转速为500rpm,球料比为20:1，球磨时间为3h。

优选的，所述(2)中高压蒸汽压力为8-10MPa，反应釜内的温度为500℃，反应时间为3h；

优选的，所述(3)中稀硫酸浓度为1mol/L，水与物料的质量比为4:1。

本发明的有益效果如下：

本发明通过使用行星球磨机球磨，使得锂云母与活化剂之间通过锂元素的原位相转移，改变了锂云母的晶体结构，从而使得锂的浸出率提高。其次，通过高压蒸汽在500℃下与球磨物料接触反应，可以显著减少能耗与碱的用量，并且整个工艺过程中无有毒气体的生成。本发明的整个工艺过程中，步骤(3)产生的硫酸钡可以循环使用，减少了硫酸盐的消耗，降低了生产成本，能耗显著降低，有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下实施例除特别说明外，均选用如表1所述成分的锂云母矿石。

表1锂云母矿石化学成分表(％)

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>	Rb<sub>2</sub>O	Cs<sub>2</sub>O	F
								4.47	8.41	1.23	23.5	56.36	1.41	0.25	4.37

实施例1

一种锂云母提取锂的工艺，包括以下流程：

(1)研磨：将锂云母2kg与氢氧化钡与硫酸钡按质量比为1:1组成的活化剂0.4kg混合，放入行星球磨机内，控制球料比为20:1，转速为500rpm进行球磨3小时。

(2)高压蒸汽反应：将研磨后的物料放入到高压反应釜中，保证反应釜内温度为500℃，通入8MPa的高压蒸汽，并保持反应釜内高温高压的条件，反应3h，冷却出料；

(3)浸出：将冷却后的物料加入4倍质量的水稀释，并缓慢加入1mol/L的稀硫酸，使溶液pH为3.5，在100℃下搅拌反应5小时，使得物料中的锂离子完全浸出，并且使得硫酸钡完全沉淀,分离出浸出渣和浸出液，将浸出液浓缩后进入下一工序。得到的硫酸钡洗涤干燥后可以返回步骤(1)中继续使用。

(4)沉淀：向浓缩后的浸出液中加入碳酸钠调节pH，使得pH为10,在常温下搅拌3h，使得浸出液中的锂离子完全形成碳酸锂沉淀，并进行过滤，得到滤渣和滤液，将滤渣进行洗涤、干燥得到碳酸锂；滤液用于提取钾、铷、铯和少量锂。

实施例2

一种锂云母提取锂的工艺，包括以下流程：

(1)研磨：将锂云母2kg与氢氧化钡与硫酸钡按质量比为1:1.5组成的活化剂0.7kg混合，放入行星球磨机内，控制球料比为20:1，转速为500rpm进行球磨3小时。

(2)高压蒸汽反应：将研磨后的物料放入到高压反应釜中，保证反应釜内温度为500℃，通入9MPa的高压蒸汽，并保持反应釜内高温高压的条件，反应2.5h，冷却出料；

(3)浸出：将冷却后的物料加4倍质量的水稀释，并缓慢加入1mol/L的稀硫酸，使溶液pH为3.0，在100℃下搅拌反应5小时，使得物料中的锂离子完全浸出，并且使得硫酸钡完全沉淀,分离出浸出渣和浸出液，将浸出液浓缩后进入下一工序。

(4)沉淀：向浓缩后的浸出液中加入碳酸钠调节pH，使得pH为11.0,在常温下搅拌4h，使得浸出液中的锂离子完全形成碳酸锂沉淀，并进行过滤，得到滤渣和滤液，将滤渣进行洗涤、干燥得到碳酸锂；滤液用于提取钾、铷、铯和少量锂。

实施例3

一种锂云母提取锂的工艺，包括以下流程：

(1)研磨：将锂云母2kg与氢氧化钡与硫酸钡按质量比为1:2组成的活化剂1.0kg混合，放入行星球磨机内，控制球料比为20:1，转速为500rpm进行球磨3小时。

(2)高压蒸汽反应：将研磨后的物料放入到高压反应釜中，保证反应釜内温度为500℃，通入10MPa的高压蒸汽，并保持反应釜内高温高压的条件，反应3h，冷却出料；

(3)浸出：将冷却后的物料加4倍质量的水稀释，并缓慢加入1mol/L的稀硫酸，使溶液pH为3.5，在100℃下搅拌反应5小时，使得物料中的锂离子完全浸出，并且使得硫酸钡完全沉淀,分离出浸出渣和浸出液，将浸出液浓缩后进入下一工序。

(3)沉淀：向浓缩后的浸出液中加入碳酸钠调节pH，使得pH为11.5,在常温下搅拌5h，使得浸出液中的锂离子完全形成碳酸锂沉淀，并进行过滤，得到滤渣和滤液，将滤渣进行洗涤、干燥得到碳酸锂；滤液用于提取钾、铷、铯和少量锂。

对比例1

与实施例1相比，区别在于对比例1未进行行星球磨机研磨，直接将锂云母与活化剂放入高压反应釜中进行高压蒸汽反应、浸出与沉淀。

对比例2

与实施例1相比，区别在于对比例2未进行高压蒸汽反应，直接研磨后浸出与沉淀。

表2为实施例1-3和对比例1-2的实验结果

通过表2可知，将行星球磨法与高压蒸汽反应相结合可以显著提高锂的浸出率。本发明的技术方案制得的产品纯度高，锂总回收率明显提升。

Claims (6)

1.一种锂云母提取锂的工艺，其特征在于，所述工艺包括以下流程：

(1)研磨：将锂云母与活化剂按质量比为1:0.2-0.5混合，放入行星球磨机内进行球磨，球磨一定时间后取出球磨物料；

(2)高压蒸汽反应：将研磨后的物料放入到高压反应釜中，通入高压蒸汽，并保持反应釜内高温高压的条件，反应一段时间，冷却出料；

(3)浸出：将冷却后的物料加水稀释，并加入稀硫酸，使溶液pH<5，在100℃下搅拌反应5小时，使得物料中的锂离子完全浸出,分离出浸出渣和浸出液，将浸出液浓缩后进入下一工序；

(4)沉淀：向浓缩后的浸出液中加入碳酸钠调节pH>6,在常温下搅拌3-5h，使得浸出液中的锂离子完全沉淀，并进行过滤、洗涤、干燥得到碳酸锂。

2.根据权利要求1所述的一种锂云母提取锂的工艺，其特征在于，所述步骤(1)中活化剂为碱与硫酸盐按质量比为1:1-2组成的混合物。

3.根据权利要求2所述的一种锂云母提取锂的工艺，其特征在于，所述碱为氢氧化钡；所述硫酸盐为硫酸钡。

4.根据权利要求1所述的一种锂云母提取锂的工艺，其特征在于，所述步骤(1)中行星球磨机的转速为500rpm,球料比为20:1，球磨时间为3h。

5.根据权利要求1所述的一种锂云母提取锂的工艺，其特征在于，所述步骤(2)中高压蒸汽压力为8-10MPa，反应釜内的温度为500℃，反应时间为3h。

6.根据权利要求1所述的一种锂云母提取锂的工艺，其特征在于，所述步骤(3)中稀硫酸浓度为1mol/L，水与物料的质量比为4:1。

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