CN221117558U - 锂辉石提锂及锂渣资源回收利用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及锂辉石提锂及锂渣资源回收利用系统，属于矿物资源加工利用技术领域。锂辉石提锂及锂渣资源回收利用系统包括：浸出单元，用于对锂辉石提锂物料进行浸出处理；第一分离单元与浸出单元连接，用于对浸出处理的浸出浆液进行分离处理；滤液中和单元与第一分离单元连接，用于对第一分离单元分离处理得到的滤液进行中和处理；滤渣回收单元与第一分离单元连接；第二分离单元与滤液中和单元连接，用于对中和处理的浆液进行分离处理得到高纯石膏；滤液提锂单元与第二分离单元连接。本实用新型对锂辉石提锂物料进行浸出、分离处理，可以将石膏以及锂从锂辉石矿物中分离，滤液中和后分离得到高纯石膏，分离效果好。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂辉石提锂及锂渣资源回收利用系统，属于矿物资源加工利用技术领域。
背景技术
采用锂辉石提锂盐，每生产1吨碳酸锂就会产出8～10吨锂渣。据中国有色金属工业协会统计，2022年我国基础锂盐产量如下：碳酸锂39.50万吨，氢氧化锂24.64万吨，氯化锂2.22万吨，一年产生约500万吨锂渣。随着下游新能源产业发展对锂盐产品需求量的快速增加，大量锂辉石酸浸渣堆存及处置已带来严重的生态环境问题，锂渣的安全处置问题将会成为限制新能源产业链健康发展的重要因素。现有的报道表明，锂辉石冶炼渣主要用于水泥、混凝土、陶粒等低质化传统建材行业；也有关于锂渣制备沸石分子筛、多孔环保材料、锂吸附材料及地聚物胶凝材料等领域的应用研究，这类研究尚处于实验室研发阶段并存在市场容量小及经济性的缺点。如何高值化高效综合回收利用锂辉石酸浸渣、变废为宝已成为迫在眉睫的问题，从而为缓解环境压力提供新途径并解决制约新能源产业链的发展瓶颈。
传统的锂辉石提锂主要采用锂辉石焙烧(α锂辉石转晶为β锂辉石)-磨矿-酸化焙烧-调浆浸出-中和-过滤，过滤后的到含锂液体用于提锂，而过滤后的滤渣进行资源化利用时主要涉及的报道如CN108273826A、CN108147658A、CN 113976309A、CN114226413A、CN116532235A、CN214488258U和CN216459396U等专利，这些方法对石膏与其它矿物进行高效分离效果较差，由于通常采用浮选或者碱转换的方式实现石膏与其它矿物分离，存在分离效果差、成本高、效率低、循环水脱盐等问题。另外，采用这些方法制备的硅铝微粉，其存在铁高、硫高及产率低的特点；而下游玻纤、陶瓷纤维等行业对原料中的杂质铁和硫含量要求较高，采用这些方法制备的硅铝微粉中杂质铁硫通常超标，导致硅铝微粉只能以辅料方式添加，而不能大量应用。
鉴于此，有必要提供锂辉石提锂及锂渣资源回收利用系统，具有十分重要的意义。
实用新型内容
为克服以上缺陷，本实用新型锂辉石提锂及锂渣资源回收利用系统，对锂辉石提锂物料进行浸出、分离处理，可以将石膏以及锂从锂辉石矿物中分离，滤液中和后分离得到高纯石膏，分离效果好。
锂辉石提锂及锂渣资源回收利用系统，包括：
浸出单元，用于对锂辉石提锂物料进行浸出处理；
第一分离单元，与所述浸出单元连接，用于对浸出处理的浸出浆液进行分离处理；
滤液中和单元，与所述第一分离单元连接，用于对所述第一分离单元分离处理得到的滤液进行中和处理；
滤渣回收单元，与所述第一分离单元连接，用于对所述第一分离单元分离处理得到的滤渣进行回收处理；
第二分离单元，与所述滤液中和单元连接，用于对中和处理的浆液进行分离处理得到高纯石膏；
滤液提锂单元，与所述第二分离单元连接，用于对所述第二分离单元分离处理得到的滤液进行提锂处理。
在本实用新型的一种具体实施方式中，所述滤渣回收单元包括滤渣中和调浆器、分级器、弱磁选机和强磁选机；
所述滤渣中和调浆器与所述第一分离单元连接，用于对所述第一分离单元分离处理得到的滤渣进行中和调浆；
所述分级器与所述滤渣中和调浆器连接，用于对所述滤渣中和调浆器中和调浆处理得到的浆液进行分级处理；
所述弱磁选机与所述分级器连接，用于对分级处理得到的细粒料进行弱磁分离处理；
所述强磁选机与所述弱磁选机连接，用于对弱磁分离处理得到的非磁性料进行强磁分离。
在本实用新型的一种具体实施方式中，所述滤渣回收单元还包括磨矿器，所述磨矿器的进口连接所述分级器，用于对分级处理得到的粗粒料进行磨矿处理；磨矿器的出口与所述分级器的进口连接。
在本实用新型的一种具体实施方式中，所述磨矿器为球磨机、棒磨机、管磨机、自磨机、砾磨机中的至少一种。
在本实用新型的一种具体实施方式中，所述滤渣回收单元还包括重选器和酸洗机；
所述重选器与所述强磁选机连接，用于对强磁分离得到的弱磁性料进行重选处理；
所述酸洗机与所述重选器连接，用于对重选处理得到的钽铌粗精矿进行酸洗处理。
在本实用新型的一种具体实施方式中，所述分级器为水力旋流分级器、机械振动分级器、螺旋分级器中的至少一种。
在本实用新型的一种具体实施方式中，所述重选器为摇床、螺旋溜槽、毛毯机、离心机、往复式选矿机中的至少一种。
在本实用新型的一种具体实施方式中，所述第一分离单元包括过滤器和洗涤器；
所述过滤器与所述浸出单元连接，用于对浸出处理的浸出浆液进行过滤处理；
所述洗涤器的进口与所述过滤器连接，用于对过滤处理的滤渣进行洗涤处理。
在本实用新型的一种具体实施方式中，所述洗涤器的洗涤液出口与所述过滤器的进口连接。
在本实用新型的一种具体实施方式中，所述过滤器为板框压滤机、带式过滤机、离心机中的至少一种。
本实用新型的有益效果是：本实用新型基于第一分离单元，可以从锂辉石矿物中分离石膏和锂；基于滤液中和单元和第二分离单元，可以分离出高纯石膏，以及含有高浓度锂的溶液，在滤液提锂单元中获得锂盐产品，高纯石膏的分离效果好，相较于常规分离锂辉石矿物中的石膏系统而言，本实用新型的系统获得高纯石膏无需进行石膏捕集，无需加入石膏捕集剂，节约了高纯石膏回收的成本；本实用新型滤渣回收单元对第一分离单元分离的滤渣进行回收，可分别获得低铁低硫硅铝微粉、钽铌精矿和富锂铁料，产品品质高，可大量应用于下游生产使用。
附图说明
图1为本实用新型锂辉石提锂及锂渣资源回收利用系统的结构框图；
图2为本实用新型滤渣回收单元的结构框体图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、浸出单元；2、第一分离单元；3、滤液中和单元；4、滤渣回收单元；5、第二分离单元；51、滤渣中和调浆器；52、分级器；53、弱磁选机；54、强磁选机；55、重选器；56、酸洗机；57、磨矿器；6、滤液提锂单元。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
基于附图1，锂辉石提锂及锂渣资源回收利用系统，包括：
浸出单元1，用于对锂辉石提锂物料进行浸出处理；锂辉石提锂物料为锂辉石精矿经高温转晶后与浓硫酸酸化反应获得的提锂酸熟料；浸出单元1得到的浸出浆料的矿浆浓度为30～60％。
第一分离单元2，与浸出单元1连接，用于对浸出处理的浸出浆液进行分离处理；
滤液中和单元3，与第一分离单元2连接，用于对第一分离单元2分离处理得到的滤液进行中和处理；滤液中和单元3加入氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙中的至少一种至滤液中，调节滤液的pH为6～7；中和后浆料中的矿浆浓度控制为5～20％，矿浆浓度偏高时，通过补水管道补充水以调节矿浆浓度；
滤渣回收单元4，与第一分离单元2连接，用于对第一分离单元2分离处理得到的滤渣进行回收处理；
第二分离单元5，与滤液中和单元3连接，用于对中和处理的浆液进行分离处理得到高纯石膏；
滤液提锂单元6，与第二分离单元5连接，用于对第二分离单元5分离处理得到的滤液进行提锂处理；滤液提锂单元6包括深度除杂器和沉锂器，对第二分离单元5的滤液进行提锂处理，获得锂盐。
基于附图2，在一些实例中，滤渣回收单元4包括滤渣中和调浆器51、分级器52、弱磁选机53和强磁选机54；
滤渣中和调浆器51与第一分离单元2连接，用于对第一分离单元2分离处理得到的滤渣进行中和调浆；滤渣中和调浆器51中滤渣中加入碱液进行中和调浆，浆液的pH为6.5～7.5，碱液中的碱为氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙中的至少一种；
分级器52与滤渣中和调浆器51连接，用于对滤渣中和调浆器51中和调浆处理得到的浆液进行分级处理；分级器52对滤渣中和调浆的浆液进行分级，获得细粒料和粗粒料，其中细粒料中-325目的矿物含量＞90％；
弱磁选机53与分级器52连接，用于对分级处理得到的细粒料进行弱磁分离处理；弱磁选机53弱磁分离分级器52分离的细粒料，从细粒料中分离出强磁性的富锂铁料和非磁性料；
强磁选机54与弱磁选机53连接，用于对弱磁分离处理得到的非磁性料进行强磁分离；强磁选机54强磁分离非磁性料，从非磁性料中分离出弱磁性料和非磁性低铁低硫硅铝微粉。
在一些实例中，滤渣回收单元4还包括磨矿器57，磨矿器57的进口连接分级器52，用于对分级处理得到的粗粒料进行磨矿处理；磨矿器57的出口与分级器52的进口连接；分级器52分级得到的粗粒级料在磨矿器57中磨矿处理为细粒料，细粒料可直接进入弱磁选机53中进行弱磁分离；为了避免粗粒料在磨矿器57中未被完全磨矿为细粒料，将磨矿器57磨矿处理得到的浆料返回到分级器52中进行分级，可以保障进入弱磁选机53中浆料的粒径稳定。
在一些实例中，磨矿器57为球磨机、棒磨机、管磨机、自磨机、砾磨机中的至少一种；优选的，磨矿器57为球磨机，球磨机的球磨介质优选为钢球；磨矿器57中的矿浆浓度控制为40～60％，矿浆浓度＞60％时，向分级器52分级获得的粗粒料中加入水，以保障磨矿器57中的矿浆浓度控制为40～60％。
在一些实例中，滤渣回收单元4还包括重选器55和酸洗机56；
重选器55与强磁选机54连接，用于对强磁分离得到的弱磁性料进行重选处理；重选器55中的矿浆浓度控制为20～30％；
酸洗机56与重选器55连接，用于对重选处理得到的钽铌粗精矿进行酸洗处理；酸洗机56中加入酸对钽铌粗精矿进行酸洗处理，酸的浓度为5～40％，酸为硫酸、盐酸、草酸中的至少一种。
在一些实例中，分级器52为水力旋流分级器52、机械振动分级器52、螺旋分级器52中的至少一种；分级器为水力旋流分级器52、机械振动分级器52、螺旋分级器52中的任意一种或任意几种的组合，组合可以是单级并联、逐级任一串连或逐级并/串连组合方式。
在一些实例中，重选器55为摇床、螺旋溜槽、毛毯机、离心机中、往复式选矿机的至少一种；重选器55可选择摇床、螺旋溜槽、毛毯机、离心机中、往复式选矿机中的任意一种或任意几种的组合，组合可以是单级并联、逐级任一串连或逐级并/串连。
在一些实例中，第一分离单元2包括过滤器和洗涤器；
过滤器与浸出单元1连接，用于对浸出处理的浸出浆液进行过滤处理；
洗涤器的进口与过滤器连接，用于对过滤处理的滤渣进行洗涤处理。
在一些实例中，第二分离单元5与第一分离单元2相同，均包括过滤器和洗涤器；第二分离单元5的过滤器对滤液中和单元3输出的中和浆液进行过滤，从而分离出高纯石膏固体以及含有锂的溶液，第二分离单元5的洗涤器对分离的高纯石膏进行洗涤，将洗涤液与含有锂的溶液合并，进行提锂；为了减少石膏进入到提锂处理中，将洗涤器的洗涤液返回到第二过滤器单元的过滤器中，重新过滤处理；高纯石膏的洗涤次数为2～3次。
在一些实例中，洗涤器的洗涤液出口与过滤器的进口连接；为了避免锂渣进入到滤液中和单元3，将第一分离单元2的洗涤器产生的洗涤液返回到第一分离单元2的过滤器中重新进行过滤，从而降低滤渣进入到滤液中和单元3的风险。
在一些实例中，过滤器为板框压滤机、带式过滤机、离心机中的至少一种；过滤器为板框压滤机、带式过滤机、离心机中的任意一种或任意几种的组合，组合可以是单级并联、逐级任一串连或逐级并/串连。
本实用新型的锂辉石提锂及锂渣资源回收利用系统，基于第一分离单元2，可以从锂辉石矿物中分离石膏和锂；基于滤液中和单元3和第二分离单元5，可以分离出高纯石膏，以及含有高浓度锂的溶液，在滤液提锂单元6中获得锂盐产品，高纯石膏的分离效果好，相较于常规分离锂辉石矿物中的石膏系统而言，本实用新型的系统获得高纯石膏无需进行石膏捕集，无需加入石膏捕集剂，节约了高纯石膏回收的成本；本实用新型滤渣回收单元4对第一分离单元2分离的滤渣进行回收，可分别获得低铁低硫硅铝微粉、钽铌精矿和富锂铁料，产品品质高，可大量应用于下游生产使用。
本实用新型的锂辉石提锂及锂渣资源回收利用系统，获得的低铁低铝硅铝微粉的主要组分及含量指标为：S iO2＞63％；Al2O3＞24％；Fe2O3＜0.45％；SO3＜0.2％；CaO＜0.35％；K2O＜0.55％；Na2O＜0.35％；Li2O＜0.35％。
本实用新型第二分离单元分离处理得到的高纯石膏的主要组分及含量指标为：CaO＞30.5％；SO3＞42.5％；Fe2O3＜0.45％；Al2O3＜2.5％；SiO2＜1％。
本实用新型酸洗器得到的钽铌精矿的主要组分及含量指标为：Ta2O5＞16％；Nb2O5＞12％；钽铌精矿的回收率为：Ta2O5＞54％；Nb2O5＞50％。
本实用新型从弱磁选机和重选器获得富锂铁料的主要组分及含量指标为：S iO2＞63％；Al2O3＞24％；Fe2O3＜4％；Li2O＞0.8％；Ta2O5＜70ppm；Nb2O5＜50ppm。
Claims (10)
1.锂辉石提锂及锂渣资源回收利用系统，其特征在于，包括：
浸出单元，用于对锂辉石提锂物料进行浸出处理；
第一分离单元，与所述浸出单元连接，用于对浸出处理的浸出浆液进行分离处理；
滤液中和单元，与所述第一分离单元连接，用于对所述第一分离单元分离处理得到的滤液进行中和处理；
滤渣回收单元，与所述第一分离单元连接，用于对所述第一分离单元分离处理得到的滤渣进行回收处理；
第二分离单元，与所述滤液中和单元连接，用于对中和处理的浆液进行分离处理得到高纯石膏；
滤液提锂单元，与所述第二分离单元连接，用于对所述第二分离单元分离处理得到的滤液进行提锂处理。
2.根据权利要求1所述的锂辉石提锂及锂渣资源回收利用系统，其特征在于：所述滤渣回收单元包括滤渣中和调浆器、分级器、弱磁选机和强磁选机；
所述滤渣中和调浆器与所述第一分离单元连接，用于对所述第一分离单元分离处理得到的滤渣进行中和调浆；
所述分级器与所述滤渣中和调浆器连接，用于对所述滤渣中和调浆器中和调浆处理得到的浆液进行分级处理；
所述弱磁选机与所述分级器连接，用于对分级处理得到的细粒料进行弱磁分离处理；
所述强磁选机与所述弱磁选机连接，用于对弱磁分离处理得到的非磁性料进行强磁分离。
3.根据权利要求2所述的锂辉石提锂及锂渣资源回收利用系统，其特征在于：所述滤渣回收单元还包括磨矿器，所述磨矿器的进口连接所述分级器，用于对分级处理得到的粗粒料进行磨矿处理；磨矿器的出口与所述分级器的进口连接。
4.根据权利要求3所述的锂辉石提锂及锂渣资源回收利用系统，其特征在于：所述磨矿器为球磨机、棒磨机、管磨机、自磨机、砾磨机中的至少一种或多种组合。
5.根据权利要求2所述的锂辉石提锂及锂渣资源回收利用系统，其特征在于：所述滤渣回收单元还包括重选器和酸洗机；
所述重选器与所述强磁选机连接，用于对强磁分离得到的弱磁性料进行重选处理；
所述酸洗机与所述重选器连接，用于对重选处理得到的钽铌粗精矿进行酸洗处理。
6.根据权利要求2所述的锂辉石提锂及锂渣资源回收利用系统，其特征在于：所述分级器为水力旋流分级器、机械振动分级器、螺旋分级器中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的锂辉石提锂及锂渣资源回收利用系统，其特征在于：所述重选器为摇床、螺旋溜槽、毛毯机、离心机、往复式选矿机中的至少一种。
8.根据权利要求1-7任一项所述的锂辉石提锂及锂渣资源回收利用系统，其特征在于：所述第一分离单元包括过滤器和洗涤器；
所述过滤器与所述浸出单元连接，用于对浸出处理的浸出浆液进行过滤处理；
所述洗涤器的进口与所述过滤器连接，用于对过滤处理的滤渣进行洗涤处理。
9.根据权利要求8所述的锂辉石提锂及锂渣资源回收利用系统，其特征在于：所述洗涤器的洗涤液出口与所述过滤器的进口连接。
10.根据权利要求8所述的锂辉石提锂及锂渣资源回收利用系统，其特征在于：所述过滤器为板框压滤机、带式过滤机、离心机中的至少一种。
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