專利名稱：從鋰云母中提取碳酸鋰的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碳酸鋰的提取方法，特別是從鋰云母中提取碳酸鋰的 方法。
背景技術(shù)：
碳酸鋰是一種重要的化工原料，隨著國家新能源發(fā)展規(guī)劃，鋰電新能源 作為國家重點支持發(fā)展能源產(chǎn)業(yè)之一；而碳酸鋰作為鋰電新能源發(fā)展重要基礎(chǔ)原料，其生 產(chǎn)和需求量越來越大，價格也越來越高。江西宜春市鉭鈮鋰礦是目前亞洲最大的鉭鈮鋰礦，鉭鈮鋰資源豐富，鋰云母中二 氧化鋰含量達4.5%，具有提取碳酸鋰資源優(yōu)勢條件，且鋰云母中含有鉀、銣、銫、鋁等多種 有價值的金屬元素，綜合利用這些資源，可以大幅提高從鋰云母中提取碳酸鋰的利用價值， 從而大幅降低碳酸鋰生產(chǎn)成本。因此以鋰云母為原料進行提取碳酸鋰具有較廣闊的市場前 景，及較好的經(jīng)濟效益。目前碳酸鋰的制備方法從原料來看主要有固體礦和液體礦，液體礦主要是以鹽 湖鹵水為原料進行提取，這種方法由于原料成本低，易于提取，工藝已很成熟，但是由于鹵 水中鎂離子含量較高，其生產(chǎn)工業(yè)級碳酸鋰較容易，但如果生產(chǎn)電池級的碳酸鋰其生產(chǎn)成 本亦較高。二是以礦石為原料，主要是以鋰云母，鋰輝石為原料進行提取，目前的提取方 法是硫酸法或硫酸鉀和石灰石煅燒結(jié)法，因石灰石煅燒法采用高溫煅燒的方式，溫度一 股1000°C左右，因而能源消耗高，物料流通量大，鋰回收率低，產(chǎn)品成本高，硫酸法采用濃 硫酸與鋰云母礦高溫焙燒，碳酸根沉鋰，同樣能耗高，且環(huán)境污染影響大，如中國專利號為 ZL85101989《硫酸鉀法處理鋰云母制取碳酸鉀工藝方法》即是將硫酸鉀和鋰云母按配比混 合后進行高溫焙燒，在930°C溫度焙燒2小時，然后對焙燒物料進行二段四級浸提工藝提取 碳酸鋰產(chǎn)品，該方法仍是采用高溫焙燒工藝，能源浪費極大，對環(huán)境也造成一定污染，還有 如中國專利申請?zhí)枮?01010001287. 1《一種從鋰云母中提取鋰的方法》其是以鋰云母為原 料，仍是采用鍛燒方式提取工藝，能源浪費大，設(shè)備投資大，三廢排放，特別是廢氣的排放較 大，對環(huán)境造成較大的壓力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要提供一種從鋰云母中提取碳酸鋰的方法，其以鋰 云母為原料，采用低溫提取工藝，工藝條件溫和，操作過程穩(wěn)定，生產(chǎn)周期短，設(shè)備利用率 高，環(huán)保三廢排放小，生產(chǎn)成本低的方法。本發(fā)明按下述工藝步驟進行1)除氟，將80-200目鋰云母粉與稀硫酸溶液按1 2_5質(zhì)量比于80 150°C溫 度下，反應(yīng)3-9h，得含Li+的硫酸鹽溶液，分離除去含氟溶液；2)分離，將含Li+的硫酸鹽溶液進行過濾分離，濾渣用熱水充分洗滌，去除濾渣得 濾液，為母液1 ；3)冷凍，將母液1在攪拌下，降溫至-30 40°C，分離出固體銣、銫、鉀礬后，過濾 分離，洗滌濾渣，濾液回收為母液2 ；4)中和，于母液2中加入氫氧化鈣，控制溶液PH為9-12，得中和反應(yīng)的固、液混合 溶液；5)分離，將固、液混合溶液過濾分離，對濾渣進行洗滌過濾，回收濾液得母液3 ；
6)濃縮過濾，將母液3進行蒸發(fā)濃縮，控制溶液中Li+濃度在20_45g/l，過濾得濾 液母液4 ；7)沉鋰分離制產(chǎn)品，于母液4中加入碳酸鈉溶液，于80-95°C溫度下沉鋰反應(yīng) 40-100分鐘，然后過濾、機械分離得碳酸鋰粗品，再用水沖洗，烘干即制備碳酸鋰產(chǎn)品，濾液 經(jīng)處理回收循環(huán)使用。本發(fā)明所述冷凍為二次冷凍即一次冷凍，是將母液1在攪拌下，降溫至-5 40°C， 分離出固體銣、銫、鉀礬后，過濾分離，得分離濾液；再對分離濾液進行二次冷凍，是將分離 濾液在攪拌下降溫至_8 -30°C，控制溶液中K+濃度< 0. 2-0. 5g/L，過濾分離，用冷水充 分洗滌濾渣，分離出固體鉀礬，濾液回收為母液2。本發(fā)明所述步驟2)分離，將含Li+的硫酸鹽溶液進行過濾分離后，濾渣用熱水充 分洗滌，洗滌液回收。本發(fā)明所述熱水為60°C以上水，冷水為35°C以下水。本發(fā)明技術(shù)方案中步驟4)中和是向母液2中加入氫氧化鈣乳液。本發(fā)明技術(shù)方案中步驟5)步分離，是對固、液混合溶液檢測后，控制溶液中Fe3+、 Al3+、Mg2+、F—、Si4+、Ca2+離子的質(zhì)量濃度彡0. 05%時，進行過濾分離。本發(fā)明工藝步驟如下填料一酸浸除氟一分離一排渣一冷凍一分離一中和一分離 —濃縮一過濾一沉鋰。本發(fā)明采用低溫方法從鋰云母礦石中提取碳酸鋰新工藝較現(xiàn)有石灰石法，高溫焙 燒法，具有工藝條件溫和，操作過程穩(wěn)定，生產(chǎn)周期短，設(shè)備利用率高，生產(chǎn)成本低，三廢排 放少，對環(huán)境影響小的生產(chǎn)方法。本發(fā)明生產(chǎn)方法首創(chuàng)采用冷凍方法對溶液中多種金屬元素分離，大幅度降低了其 生產(chǎn)成本，提高了原料的金屬材料回收利用率。利用本發(fā)明方法生產(chǎn)的碳酸鋰經(jīng)檢測純度達99. 5%以上，技術(shù)指標如表權(quán)利要求
一種從鋰云母中提取碳酸鋰的方法，按如下工藝步驟進行1)除氟，將80 200目鋰云母粉與稀硫酸溶液按1∶2 5質(zhì)量比于80～150℃溫度下，反應(yīng)3 9h，得含Li+的硫酸鹽溶液，分離除去含氟溶液；2)分離，將含Li+的硫酸鹽溶液進行過濾分離，去除濾渣得濾液，為母液1；3)冷凍，將母液1在攪拌下，降溫至 30～40℃，分離出固體銣、銫、鉀礬后，過濾分離，洗滌濾渣，濾液回收為母液2；4)中和，于母液2中加入氫氧化鈣，控制溶液的PH為9 12，得中和反應(yīng)的固、液混合溶液；5)分離，將固、液混合溶液過濾分離，對濾渣進行洗滌過濾，回收濾液得母液3；6)濃縮過濾，將母液3進行蒸發(fā)濃縮，控制溶液中Li+濃度在20 45g/l，過濾得濾液母液4；7)沉鋰分離制產(chǎn)品，于母液4中加入碳酸鈉溶液，在80 95℃溫度下沉鋰反應(yīng)40 100分鐘，然后過濾、機械分離得碳酸鋰粗品，再用水沖洗，烘干即制備碳酸鋰產(chǎn)品，濾液經(jīng)處理回收循環(huán)使用。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的從鋰云母中提取碳酸鋰的方法，其特征是所述冷凍為二次冷 凍即一次冷凍，是將母液1在攪拌下，降溫至_5 40°C，分離出固體銣、銫、鉀礬后，過濾分 離，得分離濾液；再對分離濾液進行二次冷凍，是將分離濾液在攪拌下降溫至_8 -30°C， 控制溶液中K+濃度< 0. 2-0. 5g/L，過濾分離，用冷水充分洗滌濾渣，分離出固體鉀礬，濾液 回收為母液2。
3.依據(jù)權(quán)利要求1所述的從鋰云母中提取碳酸鋰的方法，其特征是所述步驟2)分離， 將含Li+的硫酸鹽溶液進行過濾分離后，濾渣用熱水充分洗滌，洗滌液回收。
4.依據(jù)權(quán)利要求2或3所述的從鋰云母中提取碳酸鋰的方法，其特征是所述熱水為 60°C以上水，冷水為35°C以下水。
5.依據(jù)權(quán)利要求1所述的從鋰云母中提取碳酸鋰的方法，其特征是4)步中和向母液2 中加入氫氧化鈣乳液。
6.依據(jù)權(quán)利要求1所述的從鋰云母中提取碳酸鋰的方法，其特征是5)步分離，是對固、 液混合溶液檢測后，控制溶液中Fe3+、Al3+、Mg2+、F-、Si4+、Ca2+f離子的質(zhì)量濃度<0. 05%時進 行過濾分離。
全文摘要
本發(fā)明公開了從鋰云母中提取碳酸鋰的方法，按如下步驟進行1)除氟，將鋰云母粉與硫酸溶液按質(zhì)量比，得含Li+的硫酸鹽溶液，分離除去含氟溶液；2)分離，將含Li+的硫酸鹽溶液進行過濾分離，得母液1；3)冷凍，將母液1在-30～40℃，分離出固體銣、銫、鉀礬，濾液為母液2；4)中和，于母液2中加入氫氧化鈣，得中和的固、液混合溶液；5)分離，將固、液混合溶液，過濾分離，回收濾液得母液3；6)濃縮過濾，將母液3進行蒸發(fā)濃縮，得濾液母液4；7)沉鋰分離制產(chǎn)品，于母液4中加入碳酸鈉溶液，沉鋰反應(yīng)，分離得碳酸鋰粗品，烘干碳酸鋰產(chǎn)品，該方法具有工藝條件溫和，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)成本低，三廢排放少。
文檔編號C01D15/08GK101955211SQ20101052459
公開日2011年1月26日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者張勇 申請人:江西本源新材料科技有限公司