本發(fā)明涉及一種以鋰云母為原料循環(huán)提取鋰的方法，屬于鋰資源浸提領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋰具有各種優(yōu)異性能，被稱為“二十一世紀(jì)的能源金屬”、“工業(yè)味精”、“明天的宇航合金”，戰(zhàn)略地位顯著。目前提鋰的主要原料是鹽湖鹵水和固體鋰礦物，中國(guó)鋰云母和鋰輝石的儲(chǔ)量豐富。從鋰礦物中提鋰的方法主要有硫酸鹽法、氯化物法、石灰石法、硫酸法以及氣-固反應(yīng)法。這些方法都是將鋰礦物進(jìn)行高溫煅燒，然后用不同的方法處理煅燒渣進(jìn)一步制取鋰鹽，存在著生產(chǎn)成本高，能耗大，鋰提取率低，廢渣量大，工業(yè)意義生產(chǎn)僅可利用高品位鋰輝石等突出問(wèn)題。
中國(guó)發(fā)明專利ZL201010235150.2公布了一種利用硫酸與含氟化合物或礦物分解鋰云母，蒸發(fā)余酸后加水浸出的方法提取鋰云母中的鋰的方法。這種方法能耗高、酸耗量大，而且會(huì)釋放大量有毒氣體，如SO3、SO2、SiF4。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中以鋰云母為原料提鋰過(guò)程中存在的能耗和制備成本較高，有毒氣體釋放過(guò)多的技術(shù)不足，本發(fā)明提供一種以鋰云母為原料循環(huán)提取鋰的方法，其以鹽酸和氟化鈉為酸解液對(duì)鋰云母進(jìn)行氟化酸解，浸出液可以直接凈化沉鋰，而浸出渣通過(guò)氫氧化鈉浸出后過(guò)濾，濾液減壓蒸發(fā)結(jié)晶得到的氟化鈉可重新投入到提鋰循環(huán)之中。該方法安全環(huán)保，且制備成本低廉，有較高的應(yīng)用前景。
本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的：
本發(fā)明提供一種以鋰云母為原料循環(huán)提取鋰的方法，其包括下述步驟：
1)鋰云母浸出：將鹽酸溶液與鋰云母混合后加入氟化鈉，進(jìn)行氟化酸解，酸解結(jié)束后進(jìn)行液固分離，得到浸出液和浸出渣，浸出液用于凈化沉鋰；
2)浸出液凈化沉鋰：將浸出液加堿苛化，調(diào)節(jié)浸出液pH值至8.0～10.0，將溶液濃縮，沉淀鋰離子后過(guò)濾即可得到鋰產(chǎn)品；
3)浸出渣回收氟化鈉：用NaOH溶液浸取浸出渣，浸出完成后過(guò)濾得到余渣和氟再生液，氟再生液減壓蒸發(fā)結(jié)晶即可得到氟化鈉，氟化鈉可重新用于步驟1)中協(xié)助酸解鋰云母。
上述所述以鋰云母為原料循環(huán)提取鋰的方法中，所述步驟1)中鹽酸溶液的濃度為5mol/L～10mol/L，其與鋰云母的液固比為2.0：1～5.0：1。所述步驟1)中氟化鈉的加入量與鋰云母的質(zhì)量比為0.55：1～0.8：1；所述步驟1)浸出過(guò)程中浸取溫度為70℃～108℃，浸取時(shí)間為2～6小時(shí)；
上述所述以鋰云母為原料循環(huán)提取鋰的方法中，所述步驟3)中NaOH用量為浸出渣中總鋁摩爾量的2.5～3.2倍；液固比為10：1～15：1；所述步驟3)中所述的浸取溫度為60℃～100℃，浸取時(shí)間為10min～60min。
作為本發(fā)明所優(yōu)選的一種實(shí)施方式，所述步驟1)中鹽酸溶液的濃度為8mol/L，其與鋰云母的液固比為3.5：1，氟化鈉的加入量與鋰云母的質(zhì)量比為0.65：1，浸出過(guò)程中浸取溫度為89℃，浸取時(shí)間為4小時(shí)；所述步驟1)中浸出過(guò)程中浸取溫度為70℃～108℃，浸取時(shí)間為2～6小時(shí)；所述步驟3)NaOH用量為浸出渣中總鋁摩爾量的2.9倍；液固比為12.5：1，述的浸取溫度為80℃，浸取時(shí)間為35min。在此工藝條件下，單位鋰云母中鋰資源的提取率最高，制備成本最低。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下技術(shù)優(yōu)勢(shì)：
1.本發(fā)明所述的提取鋰方法中利用氟離子對(duì)鋰云母中硅鋁鍵的破壞作用，協(xié)助酸解鋰云母，以低酸耗、低能耗的方式浸出鋰，并且使用鹽酸作為酸解溶液，過(guò)程中不產(chǎn)生廢氣以及其他污染物，制備過(guò)程安全環(huán)保。
2.本發(fā)明所述的提取鋰方法中利用鈉離子將氟鋁絡(luò)合物生成氟鋁鈉鹽沉淀，使浸出液中的鋁降至3g/L以下，氟降至1.5g/L以下；
3.本發(fā)明所述的提取鋰方法中利用NaOH溶液與浸出渣反應(yīng)生成Al(OH)3和NaF，使NaF再生，進(jìn)入生產(chǎn)循環(huán)，可以大幅度降低生產(chǎn)成本。
附圖說(shuō)明
圖1本發(fā)明以鋰云母為原料循環(huán)提取鋰的方法。
具體實(shí)施方式
以下通過(guò)具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，但所述領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)能知曉，所述實(shí)施例并不以任何方式限定本發(fā)明專利的保護(hù)范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員在此基礎(chǔ)上作出的修飾或等同替代，均應(yīng)包括在本專利保護(hù)范圍之內(nèi)。
實(shí)施例1一種以鋰云母為原料循環(huán)提取鋰的方法
所述的以鋰云母為原料循環(huán)提取鋰的方法具體包括如下步驟：
1)鋰云母浸出：向鹽酸溶液中加入氟化鈉，之后與鋰云母混合進(jìn)行氟化酸解，酸解結(jié)束后進(jìn)行液固分離，得到浸出液和浸出渣，浸出液用于凈化沉鋰；其中鹽酸溶液的濃度為5mol/L，其與鋰云母的液固比為2.0：1，氟化鈉的加入量與鋰云母的質(zhì)量比為0.55：1，浸出過(guò)程中浸取溫度為70℃，浸取時(shí)間為2小時(shí)。
2)浸出液凈化沉鋰：將浸出液加堿苛化，調(diào)節(jié)浸出液pH值至8.0，將溶液濃縮，沉淀鋰離子后過(guò)濾即可得到鋰產(chǎn)品；
3)浸出渣回收氟化鈉：用NaOH溶液浸取浸出渣，浸出完成后過(guò)濾得到余渣和氟再生液，氟再生液減壓蒸發(fā)結(jié)晶即可得到氟化鈉，氟化鈉可重新用于步驟1)中協(xié)助酸解鋰云母。其中NaOH用量為浸出渣中總鋁摩爾量的2.5倍；液固比為10：1。所述的浸取溫度為60℃，浸取時(shí)間為10min。
實(shí)施例2一種以鋰云母為原料循環(huán)提取鋰的方法
所述的以鋰云母為原料循環(huán)提取鋰的方法具體包括如下步驟：
1)鋰云母浸出：向鹽酸溶液中加入氟化鈉，之后與鋰云母混合進(jìn)行氟化酸解，酸解結(jié)束后進(jìn)行液固分離，得到浸出液和浸出渣，浸出液用于凈化沉鋰；其中鹽酸溶液的濃度為10mol/L，其與鋰云母的液固比為5.0：1，氟化鈉的加入量與鋰云母的質(zhì)量比為0.8：1，浸出過(guò)程中浸取溫度為108℃，浸取時(shí)間為6小時(shí)。
2)浸出液凈化沉鋰：將浸出液加堿苛化，調(diào)節(jié)浸出液pH值至10.0，將溶液濃縮，沉淀鋰離子后過(guò)濾即可得到鋰產(chǎn)品；
3)浸出渣回收氟化鈉：用NaOH溶液浸取浸出渣，浸出完成后過(guò)濾得到余渣和氟再生液，氟再生液減壓蒸發(fā)結(jié)晶即可得到氟化鈉，氟化鈉可重新用于步驟1)中協(xié)助酸解鋰云母。其中NaOH用量為浸出渣中總鋁摩爾量的3.2倍；液固比為15：1。所述的浸取溫度為100℃，浸取時(shí)間為60min。
實(shí)施例3一種以鋰云母為原料循環(huán)提取鋰的方法
所述的以鋰云母為原料循環(huán)提取鋰的方法具體包括如下步驟：
1)鋰云母浸出：向鹽酸溶液中加入氟化鈉，之后與鋰云母混合進(jìn)行氟化酸解，酸解結(jié)束后進(jìn)行液固分離，得到浸出液和浸出渣，浸出液用于凈化沉鋰；其中鹽酸溶液的濃度為8mol/L，其與鋰云母的液固比為3.5：1，氟化鈉的加入量與鋰云母的質(zhì)量比為0.65：1，浸出過(guò)程中浸取溫度為89℃，浸取時(shí)間為4小時(shí)。
2)浸出液凈化沉鋰：將浸出液加堿苛化，調(diào)節(jié)浸出液pH值至9.0，將溶液濃縮，沉淀鋰離子后過(guò)濾即可得到鋰產(chǎn)品；
3)浸出渣回收氟化鈉：用NaOH溶液浸取浸出渣，浸出完成后過(guò)濾得到余渣和氟再生液，氟再生液減壓蒸發(fā)結(jié)晶即可得到氟化鈉，氟化鈉可重新用于步驟1)中協(xié)助酸解鋰云母。其中NaOH用量為浸出渣中總鋁摩爾量的2.9倍；液固比為12.5：1。所述的浸取溫度為80℃，浸取時(shí)間為35min。
實(shí)施例4一種以鋰云母為原料循環(huán)提取鋰的方法
所述的以鋰云母為原料循環(huán)提取鋰的方法具體包括如下步驟：
1)鋰云母浸出：向鹽酸溶液中加入氟化鈉，之后與鋰云母混合進(jìn)行氟化酸解，酸解結(jié)束后進(jìn)行液固分離，得到浸出液和浸出渣，浸出液用于凈化沉鋰；其中鹽酸溶液的濃度為5mol/L，其與鋰云母的液固比為5.0：1，氟化鈉的加入量與鋰云母的質(zhì)量比為0.55：1，浸出過(guò)程中浸取溫度為108℃，浸取時(shí)間為2小時(shí)。
2)浸出液凈化沉鋰：將浸出液加堿苛化，調(diào)節(jié)浸出液pH值至10.0，將溶液濃縮，沉淀鋰離子后過(guò)濾即可得到鋰產(chǎn)品；
3)浸出渣回收氟化鈉：用NaOH溶液浸取浸出渣，浸出完成后過(guò)濾得到余渣和氟再生液，氟再生液減壓蒸發(fā)結(jié)晶即可得到氟化鈉，氟化鈉可重新用于步驟1)中協(xié)助酸解鋰云母。其中NaOH用量為浸出渣中總鋁摩爾量的2.5倍；液固比為15：1。所述的浸取溫度為60℃℃，浸取時(shí)間為60min。
實(shí)施例5一種以鋰云母為原料循環(huán)提取鋰的方法
所述的以鋰云母為原料循環(huán)提取鋰的方法具體包括如下步驟：
1)鋰云母浸出：向鹽酸溶液中加入氟化鈉，之后與鋰云母混合進(jìn)行氟化酸解，酸解結(jié)束后進(jìn)行液固分離，得到浸出液和浸出渣，浸出液用于凈化沉鋰；其中鹽酸溶液的濃度為10mol/L，其與鋰云母的液固比為2.0：1，氟化鈉的加入量與鋰云母的質(zhì)量比為0.8：1，浸出過(guò)程中浸取溫度為70℃，浸取時(shí)間為6小時(shí)。
2)浸出液凈化沉鋰：將浸出液加堿苛化，調(diào)節(jié)浸出液pH值至8.0，將溶液濃縮，沉淀鋰離子后過(guò)濾即可得到鋰產(chǎn)品；
3)浸出渣回收氟化鈉：用NaOH溶液浸取浸出渣，浸出完成后過(guò)濾得到余渣和氟再生液，氟再生液減壓蒸發(fā)結(jié)晶即可得到氟化鈉，氟化鈉可重新用于步驟1)中協(xié)助酸解鋰云母。其中NaOH用量為浸出渣中總鋁摩爾量的3.2倍；液固比為10：1。所述的浸取溫度為100℃，浸取時(shí)間為10min。