專(zhuān)利名稱(chēng)：一種從鋰礦石中提鋰制備碳酸鋰的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰礦石綜合開(kāi)發(fā)利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種采用低溫濕法從鋰礦石中提鋰制備碳酸鋰的方法。
背景技術(shù)：
鋰是一種重要的戰(zhàn)略性資源物質(zhì)，是現(xiàn)代高科技產(chǎn)品不可或缺的重要原材料。提取鋰的主要原料為鋰輝石、鋰云母、鋰透長(zhǎng)石和鹽湖鹵水。根據(jù)不同的原料，鋰的提取分為從鋰礦石和鹽湖商水提取兩種方法。
目前礦石提鋰的方法有
(1)石灰燒結(jié)法。該法是將鋰礦石與石灰石按1 3(質(zhì)量比)配料，在850-950°C 下高溫焙燒、球磨、水浸出，得到含LiA 3 4g/l的LiOH溶液，再通過(guò)沉降、過(guò)濾、凈化、 除雜、蒸發(fā)、結(jié)晶，干燥得到氫氧化鋰。這是目前主要的工業(yè)生產(chǎn)方法，該法原料易得、價(jià)格低廉、來(lái)源廣泛，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，但石灰石配比高，需要在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)分解大量的石灰石，能耗高，物料流量大，設(shè)備產(chǎn)能低(Φ2. 07X45米回轉(zhuǎn)窯的設(shè)計(jì)產(chǎn)能為800噸/年)，渣量大(42 噸渣/噸產(chǎn)品)、回收率低(67%左右)。
( 硫酸鹽法。該法是將鋰礦石與硫酸鉀等輔料混合，高溫焙燒、球磨、浸出、凈化、 蒸發(fā)、沉淀制碳酸鋰。該法雖然優(yōu)于石灰燒結(jié)法，但仍存在以下問(wèn)題一是硫酸鉀耗量大，而且硫酸鉀的成本是石灰石的4 5倍，導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高；二是由于硫酸鉀的加入，使?fàn)t料熔點(diǎn)下降，極易出現(xiàn)部分熔融和燒結(jié)，使鋰的浸出率大大降低。
(3)氯化焙燒法。該法是在焙燒溫度下使鋰礦石中的鋰及其它堿金屬元素與氯化劑發(fā)生氯化反應(yīng)，生成相應(yīng)的氯化物，然后從這些氯化物中分別提取各種堿金屬化合物產(chǎn)品。工藝流程主要包括配料制球、氯化焙燒、滲濾溶出，溶液凈化、濃縮結(jié)晶、冷卻結(jié)晶、碳酸鋰沉淀和洗滌烘干等。
(4)堿壓煮法。該法是將鋰礦石磨細(xì)后，直接加水加氫氧化鈣在高壓釜內(nèi)進(jìn)行壓煮，壓煮溫度為240 260°C，壓力為2. 8Mpa,反應(yīng)4小時(shí)，鋰礦石的分解率可達(dá)95%。但此法氫氧化鈣用量大，節(jié)能效果不顯著，壓煮時(shí)的溫度、壓力都很高，而且高壓浸出設(shè)備的造價(jià)也很高。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，由于鋰的重要性，目前對(duì)礦石提鋰的研究非常活躍。如黃際芬，唐賢柳等人在專(zhuān)利CN1067028中公開(kāi)了一種鋰云母精礦混合堿壓煮法制取碳酸鋰的技術(shù)，是將精礦通入水蒸汽進(jìn)行焙燒，然后將焙料配入混合堿(如氧化鈣、碳酸鈉或氫氧化鈉)進(jìn)行研磨調(diào)漿、溶液凈化、蒸發(fā)濃縮、碳酸化提鋰，混合堿回收循環(huán)使用，鉀、 銣、銫綜合回收。
徐龍泉，曾祖亮等人在專(zhuān)利CN1267636中公開(kāi)了一種硫酸法生產(chǎn)電池級(jí)碳酸鋰的方法，是將鋰精礦進(jìn)行轉(zhuǎn)型焙燒、酸化焙燒、浸取、凈化處理、濃縮處理、沉鋰處理、清洗、干燥處理、粉碎、包裝加工而成。該方法具有產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，充分利用資源，成本低等特點(diǎn)。適宜鋰離子電池原材料的生產(chǎn)應(yīng)用。3
鐘輝，許惠在專(zhuān)利CN1827527中公開(kāi)了一種從鋰云母中提取鋰制Li2CO3的方法，其基本工序?yàn)閷囋颇傅V加入CaF、CaSO4, Na2SO4等輔料于一定溫度下進(jìn)行焙燒改性后，球磨、浸出、過(guò)濾，再將浸出液加入Na2CO3沉淀Li+，形成Li2CO3沉淀，過(guò)濾得到的固體經(jīng)洗滌、 干燥即為L(zhǎng)i2CO3產(chǎn)品，過(guò)濾母液返回循環(huán)于沉淀Li+過(guò)程，經(jīng)2次循環(huán)后該過(guò)濾母液經(jīng)冷卻結(jié)晶，析出K2S04、Na2S04混合鹽，將該混合鹽一部分返回作輔料與鋰云母礦混合焙燒循環(huán)利用，另一部分可作為制硫酸鉀的原料。可以看出，目前國(guó)內(nèi)外從礦石提鋰的方法采用的都是在高溫下焙燒，然后浸取結(jié)晶的工藝，均具有能耗高、工藝復(fù)雜的特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種從鋰礦中提取鋰的方法，該方法具有工藝簡(jiǎn)單，不需要高溫反應(yīng)，能耗低，而且鋰的提取率高，大大降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種從鋰礦石中提鋰制備碳酸鋰的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟(1)鋰礦石與氟硅酸反應(yīng)將粉碎后的鋰礦石粉放入反應(yīng)釜內(nèi)，按質(zhì)量(g)與體積 (ml)之比=1 1 1 10的比例加入氟硅酸，加熱攪拌反應(yīng)1. 0-3. 0小時(shí)；(2)過(guò)濾將步驟(1)所得反應(yīng)產(chǎn)物過(guò)濾，將所得固體加入到除氟反應(yīng)器中；(3)除氟反應(yīng)向除氟反應(yīng)器中加入硫酸進(jìn)行除氟反應(yīng)，上述固體反應(yīng)物與硫酸的質(zhì)量比為1 0.1-1 0.8，反應(yīng)時(shí)間為0.5-4小時(shí)；(4)加水溶解將步驟C3)所得反應(yīng)產(chǎn)物過(guò)濾，所得固體加入到溶解釜中，按質(zhì)量比1 1 1 5的比例加入水，加熱至沸騰，攪拌溶解2-30分鐘；(5)中和反應(yīng)將步驟⑷所得反應(yīng)產(chǎn)物過(guò)濾，所得濾液送入中和池，加入氨水調(diào)節(jié)PH值至4 10 ；(6)碳化沉鋰將步驟( 所得反應(yīng)產(chǎn)物過(guò)濾，向所得濾液中加入可溶性碳酸鹽， 攪拌反應(yīng)2-20分鐘，然后陳化0. 5-2小時(shí)，過(guò)濾，所得固體產(chǎn)物即為粗碳酸鋰，將粗碳酸鋰逆洗干燥，即得產(chǎn)品碳酸鋰。優(yōu)選地，步驟(1)中的鋰礦石粉的粒度為80 200目。優(yōu)選地，步驟(1)中的氟硅酸的質(zhì)量百分比濃度為10% 50%。優(yōu)選地，步驟(1)中的反應(yīng)溫度為90°C -140°C。優(yōu)選地，步驟(3)中的硫酸的質(zhì)量百分比濃度為50% -98%。優(yōu)選地，步驟(4)所用氨水的質(zhì)量百分比濃度為5% 30%。優(yōu)選地，步驟(6)中所述可溶性碳酸鹽為碳酸銨。優(yōu)選地，步驟(6)中濾液與可溶性碳酸鹽的質(zhì)量比為3 0.02 3 1。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)工藝上的將鋰礦石高溫焙燒，加壓反應(yīng)等高能耗工藝，是一種采用低溫濕法從鋰礦石中提取鋰的方法，具有工藝簡(jiǎn)單、能耗低、提取率高的特點(diǎn)，而且副產(chǎn)品綜合利用率高，大大降低了生產(chǎn)成本。


圖1為本發(fā)明所述的從鋰礦中提取鋰的方法的示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
(1)將粉碎到80 200目的鋰輝石粉IOOOg放入反應(yīng)釜內(nèi)，加入IOOOml質(zhì)量百分比濃度為50%的氟硅酸，加熱到90°C，反應(yīng)1小時(shí)；
(2)將步驟(1)的反應(yīng)產(chǎn)物過(guò)濾，過(guò)濾所得固體加入到除氟反應(yīng)器中；
(3)向除氟反應(yīng)器中加入質(zhì)量百分比濃度為50%的硫酸進(jìn)行除氟反應(yīng)，且固體反應(yīng)物與硫酸的質(zhì)量比為1 0. 8，反應(yīng)時(shí)間為4小時(shí)；
(4)將步驟(3)所得反應(yīng)產(chǎn)物過(guò)濾，所得固體加入到溶解釜中，按質(zhì)量比1 1的比例加入水，加熱至沸騰，攪拌溶解30分鐘；
(5)將步驟(4)所得反應(yīng)產(chǎn)物用壓濾機(jī)過(guò)濾，所得濾液送入中和池，加入質(zhì)量百分比濃度為5%的氨水調(diào)節(jié)PH值至4 ；
(6)將步驟( 所得反應(yīng)產(chǎn)物過(guò)濾，向所得濾液中加入碳酸銨，且濾液與碳酸銨的質(zhì)量比為3 1，攪拌反應(yīng)20分鐘，然后陳化0.5小時(shí)，用壓濾機(jī)過(guò)濾，所得固體產(chǎn)物即為粗碳酸鋰，將粗碳酸鋰逆洗干燥，即得產(chǎn)品碳酸鋰。
實(shí)施例2
(1)將粉碎到80 200目的鋰云母粉IOOOg放入反應(yīng)釜內(nèi)，加入10000ml質(zhì)量百分比濃度為10%的氟硅酸，加熱到120°C，反應(yīng)3小時(shí)；
(2)將步驟(1)的反應(yīng)產(chǎn)物過(guò)濾，過(guò)濾所得固體加入到除氟反應(yīng)器中；
(3)向除氟反應(yīng)器中加入質(zhì)量百分比濃度為98%的硫酸進(jìn)行除氟反應(yīng)，且固體反應(yīng)物與硫酸的質(zhì)量比為1 0. 1，反應(yīng)時(shí)間為0. 5小時(shí)；
(4)將步驟C3)所得反應(yīng)產(chǎn)物過(guò)濾，所得固體加入到溶解釜中，按質(zhì)量比1 5的比例加入水，加熱至沸騰，攪拌溶解2分鐘；
(5)將步驟(4)所得反應(yīng)產(chǎn)物用壓濾機(jī)過(guò)濾，所得濾液送入中和池，加入質(zhì)量百分比濃度為30%的氨水調(diào)節(jié)PH值至6 ；
(6)將步驟( 所得反應(yīng)產(chǎn)物過(guò)濾，向所得濾液中加入碳酸銨，且濾液與碳酸鈉的質(zhì)量比為3 0.02，攪拌反應(yīng)2分鐘，然后陳化2小時(shí)，用壓濾機(jī)過(guò)濾，所得固體產(chǎn)物即為粗碳酸鋰，將粗碳酸鋰逆洗干燥，即得產(chǎn)品碳酸鋰。
實(shí)施例3
(1)將粉碎到80 200目的鋰長(zhǎng)石粉IOOOg放入反應(yīng)釜內(nèi)，加入3000ml質(zhì)量百分比濃度為40%的氟硅酸，加熱到100°C，反應(yīng)1. 5小時(shí)；
(2)將步驟(1)的反應(yīng)產(chǎn)物過(guò)濾，過(guò)濾所得固體加入到除氟反應(yīng)器中；
(3)向除氟反應(yīng)器中加入質(zhì)量百分比濃度為65%的硫酸進(jìn)行除氟反應(yīng)，且固體反應(yīng)物與硫酸的質(zhì)量比為1 0. 6，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)；
(4)將步驟C3)所得反應(yīng)產(chǎn)物過(guò)濾，所得固體加入到溶解釜中，按質(zhì)量比1 2的比例加入水，加熱至沸騰，攪拌溶解20分鐘；
(5)將步驟(4)所得反應(yīng)產(chǎn)物用壓濾機(jī)過(guò)濾，所得濾液送入中和池，加入質(zhì)量百分比濃度為15%的氨水調(diào)節(jié)PH值至8 ；
(6)將步驟( 所得反應(yīng)產(chǎn)物過(guò)濾，向所得濾液中加入碳酸銨，且濾液與碳酸銨的
權(quán)利要求
1.一種從鋰礦石中提鋰制備碳酸鋰的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟(1)鋰礦石與氟硅酸反應(yīng)將粉碎后的鋰礦石粉放入反應(yīng)釜內(nèi)，按質(zhì)量(g)與體積(ml) 之比=1 1 1 10的比例加入氟硅酸，加熱攪拌反應(yīng)1. 0-3. 0小時(shí)；(2)過(guò)濾將步驟(1)所得反應(yīng)產(chǎn)物過(guò)濾，將所得固體加入到除氟反應(yīng)器中；(3)除氟反應(yīng)向除氟反應(yīng)器中加入硫酸進(jìn)行除氟反應(yīng)，上述固體反應(yīng)物與硫酸的質(zhì)量比為1 0.1-1 0.8，反應(yīng)時(shí)間為0.5-4小時(shí)；(4)加水溶解將步驟C3)所得反應(yīng)產(chǎn)物過(guò)濾，所得固體加入到溶解釜中，按質(zhì)量比 1 1 1 5的比例加入水，加熱至沸騰，攪拌溶解2-30分鐘；(5)中和反應(yīng)將步驟(4)所得反應(yīng)產(chǎn)物過(guò)濾，所得濾液送入中和池，加入氨水調(diào)節(jié)PH 值至4 10 ；(6)碳化沉鋰將步驟( 所得反應(yīng)產(chǎn)物過(guò)濾，向所得濾液中加入可溶性碳酸鹽，攪拌反應(yīng)2-20分鐘，然后陳化0. 5-2小時(shí)，過(guò)濾，所得固體產(chǎn)物即為粗碳酸鋰，將粗碳酸鋰逆洗干燥，即得產(chǎn)品碳酸鋰。
2.如權(quán)利要求1所述的從鋰礦石中提鋰制備碳酸鋰的方法，其特征在于，步驟(1)中的鋰礦石粉的粒度為80 200目。
3.如權(quán)利要求1所述的從鋰礦石中提鋰制備碳酸鋰的方法，其特征在于，步驟(1)中的氟硅酸的質(zhì)量百分比濃度為10% 50%。
4.如權(quán)利要求1所述的從鋰礦石中提鋰制備碳酸鋰的方法，其特征在于，步驟(1)中的反應(yīng)溫度為90°C -140°C。
5.如權(quán)利要求1所述的從鋰礦石中提鋰制備碳酸鋰的方法，其特征在于，步驟(3)中的硫酸的質(zhì)量百分比濃度為50% -98%。
6.如權(quán)利要求1所述的從鋰礦石中提鋰制備碳酸鋰的方法，其特征在于，步驟(4)所用氨水的質(zhì)量百分比濃度為5% 30%。
7.如權(quán)利要求1所述的從鋰礦石中提鋰制備碳酸鋰的方法，其特征在于，步驟(6)中所述可溶性碳酸鹽為碳酸銨。
8.如權(quán)利要求1所述的從鋰礦石中提鋰制備碳酸鋰的方法，其特征在于，步驟(6)中濾液與可溶性碳酸鹽的質(zhì)量比為3 0.02 3 1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從鋰礦石中提鋰制備碳酸鋰的方法，包括以下步驟(1)鋰礦石與氟硅酸反應(yīng)；(2)過(guò)濾；(3)除氟反應(yīng)；(4)加水溶解；(5)中和反應(yīng)；(6)碳化沉鋰。本發(fā)明不需要傳統(tǒng)工藝中將鋰礦石高溫焙燒、加壓反應(yīng)等高能耗的工藝，是一種低溫濕法從鋰礦石中提取鋰的方法，具有工藝簡(jiǎn)單、能耗低、提取率高的特點(diǎn)，而且副產(chǎn)品綜合利用率高，大大降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C01D15/08GK102502721SQ20111036162
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者薛彥輝 申請(qǐng)人:薛彥輝