專(zhuān)利名稱(chēng)：提取碳酸鋰的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提取碳酸鋰的方法，特別是從鋰云母原料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(guó)家新能源發(fā)展規(guī)劃，鋰電新能源作為國(guó)家重點(diǎn)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(lái)越大，價(jià)格也越來(lái)越高。江西宜春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(dá)4. 5%，具有提取碳酸鋰資源優(yōu)勢(shì)條件，且鋰云母中含有鉀、銣、銫、鋁等多種有價(jià)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(jià)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(jìn)行提取碳酸鋰具有較廣闊的市場(chǎng)前景， 及較好的經(jīng)濟(jì)效益。目前碳酸鋰的制備方法從原料來(lái)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(jìn)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(jí)碳酸鋰較容易，但如果生產(chǎn)電池級(jí)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(jìn)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，因石灰石煅燒法僅采用煅燒原料中雜質(zhì)如氟難以去除凈，鋰回收率亦低，產(chǎn)品成本高，如中國(guó)專(zhuān)利號(hào)為ZL85101989《硫酸鉀法處理鋰云母制取碳酸鋰工藝方法》即是將硫酸鉀和鋰云母按配比混合后進(jìn)行高溫焙燒，在930°C溫度焙燒2小時(shí)，然后對(duì)焙燒物料進(jìn)行二段四級(jí)浸提工藝提取碳酸鋰產(chǎn)品，該方法工藝復(fù)雜，對(duì)環(huán)境也造成一定污染；還有如中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?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?xún)H是采用鍛燒方式除氟提取工藝，氟去除不干凈，后續(xù)處理困難， 鋰得率不高，因此生產(chǎn)成本高，設(shè)備投資大，產(chǎn)品的得率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要提供一種提取碳酸鋰的方法，其以鋰云母為原料， 采用煅燒、酸浸除氟，低溫提取工藝，工藝條件溫和，操作過(guò)程穩(wěn)定，生產(chǎn)周期短，設(shè)備利用率高，生產(chǎn)成本低的方法。本發(fā)明以鋰云母為原料，采用煅燒和酸浸相結(jié)合方法，包括煅燒、酸浸、過(guò)濾、冷凍、分離、濃縮、沉鋰，其特征是，按如下步驟進(jìn)行
1)煅燒除氟，先將鋰云母粉置于回轉(zhuǎn)爐中于840°c -860°c溫度下煅燒2-4小時(shí)，并將煅燒后的鋰云母粉碎至250-400目；
2)酸浸出，將粉碎后的鋰云母和濃度為10-30Wt%的硫酸溶液按固液比1:3-4混合反應(yīng)3-6小時(shí)，得固、液混合溶液；
3)過(guò)濾除渣，將2)步固液混合溶液，用壓濾機(jī)過(guò)濾，去除濾渣，得濾液為母液1；
4)冷凍、分離，于母液1中加入氫氧化鋁，使溶液形成K+、Al3+的飽和溶液，將飽和溶液經(jīng)冷凍、分離出鉀、鋁、銣、銫礬，經(jīng)過(guò)濾得濾液，母液2 ；
5)沉鋰分離制產(chǎn)品，于母液2中加入液氨，控制溶液的Ph為3-4，然后過(guò)濾分離除渣， 并對(duì)濾渣進(jìn)行洗滌過(guò)濾，回收濾液，于濾液中加入氫氧化鈣乳液，經(jīng)中和、濃縮，得濃縮液， 于濃縮液中加入碳酸鈉溶液反應(yīng)、過(guò)濾、分離，固體烘干即為碳酸鋰產(chǎn)品，分離的濾液回收循環(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、鋁礬后，過(guò)濾分離，得分離濾液；再對(duì)分離濾液進(jìn)行二次冷凍， 是將分離濾液在攪拌下降溫至-8 _30°C，控制溶液中濃度< 0. 2-0. 5g/L，過(guò)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。所述的提取碳酸鋰的方法，優(yōu)選5)步分離，是對(duì)固、液混合溶液檢測(cè)后，控制溶液中Fe3+、Mg2+、F_、Si4+、Ca2+離子的質(zhì)量濃度彡0. 05%時(shí)進(jìn)行過(guò)濾分離。本發(fā)明工藝步驟如下填料一煅燒、除氟，粉碎一酸浸一分離一排渣一冷凍一分離 —中和一分離一濃縮一過(guò)濾一沉鋰。本發(fā)明采用煅燒和低溫酸浸除氟方法從鋰云母礦石中提取碳酸鋰新工藝，較現(xiàn)有純高溫焙燒法，具有工藝條件溫和，操作過(guò)程穩(wěn)定，生產(chǎn)周期短，設(shè)備利用率高，碳酸鋰得率高，生產(chǎn)成本低，對(duì)環(huán)境影響小的生產(chǎn)方法。利用本發(fā)明方法生產(chǎn)的碳酸鋰經(jīng)檢測(cè)純度達(dá)99. 5%以上，技術(shù)指標(biāo)如表權(quán)利要求
1.一種提取碳酸鋰的方法，以鋰云母為原料，采用煅燒和酸浸相結(jié)合方法，包括煅燒、 酸浸、過(guò)濾、冷凍、分離、濃縮、沉鋰，其特征是，按如下步驟進(jìn)行1)煅燒除氟，先將鋰云母粉置于回轉(zhuǎn)爐中于840°c-860°c溫度下煅燒2-4小時(shí)，并將煅燒后的鋰云母粉碎至250-400目；2)酸浸出，將粉碎后的鋰云母和濃度為10-30Wt%的硫酸溶液按固液比1:3-4混合反應(yīng)3-6小時(shí)，得固、液混合溶液；3)過(guò)濾除渣，將2)步固液混合溶液，用壓濾機(jī)過(guò)濾，去除濾渣，得濾液為母液1；4)冷凍、分離，于母液1中加入氫氧化鋁，使溶液形成K+、Al3+的飽和溶液，將飽和溶液經(jīng)冷凍、分離出鉀、銣、銫礬，經(jīng)過(guò)濾得濾液，母液2 ；5)沉鋰分離制產(chǎn)品，于母液2中加入液氨，控制溶液的Ph為3-4，然后過(guò)濾分離除渣， 并對(duì)濾渣進(jìn)行洗滌過(guò)濾，回收濾液，于濾液中加入氫氧化鈣乳液，經(jīng)中和、濃縮，得濃縮液， 于濃縮液中加入碳酸鈉溶液反應(yīng)、過(guò)濾、分離，固體烘干即為碳酸鋰產(chǎn)品，分離的濾液回收循環(huán)使用。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的提取碳酸鋰的方法，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(guò)濾分離，得分離濾液；再對(duì)分離濾液進(jìn)行二次冷凍，是將分離濾液在攪拌下降溫至_8 -30°C，控制溶液中濃度< 0. 2-0. 5g/L，過(guò)濾分離，洗滌濾渣，分離出固體鉀、銣、銫礬，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5)步分離，是對(duì)固、 液混合溶液檢測(cè)后，控制溶液中Fe3+、Mg2+、F_、Si4+、Ca2+離子的質(zhì)量濃度< 0. 05%時(shí)進(jìn)行過(guò)濾分離。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種提取碳酸鋰的方法，其以鋰云母為原料，采用1)煅燒除氟，先將鋰云母粉置于回轉(zhuǎn)爐中煅燒并粉碎；2)酸浸出,將粉碎后的鋰云母用硫酸溶液，浸漬反應(yīng)，3)過(guò)濾除渣,將上步固液混合溶液,去除濾渣,得母液1；4)冷凍、分離，于母液1中加入氫氧化鋁溶液經(jīng)冷凍、分離出鉀、鋁、銣、銫礬，得母液2；5)沉鋰分離制產(chǎn)品，于母液2中加入液氨，然后過(guò)濾分離除渣，于濾液中加入氫氧化鈣乳液，經(jīng)中和、濃縮，于濃縮液中加入碳酸鈉溶液反應(yīng)、過(guò)濾、分離，固體烘干即為碳酸鋰產(chǎn)品，分離的濾液回收循環(huán)使用。本發(fā)明采用煅燒、酸浸除氟，低溫提取工藝條件溫和，生產(chǎn)成本低。
文檔編號(hào)C01D15/08GK102295303SQ20111022544
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月8日
發(fā)明者張勇 申請(qǐng)人:江西本源新材料科技有限公司