一种脱氟锂云母多级压力罐溶出提锂的方法技术

本发明专利技术公开了一种脱氟锂云母多级压力罐溶出提锂的方法，将脱氟锂云母矿粉、碱金属或者碱土金属的硫酸盐及添加剂与水按比例调浆，浆料经过预热器预热后用泵输送到多级升温压力罐中进行逐级升温至反应温度及压力，转入保温溶出罐中进行溶出反应，反应完成后经过多级减压自蒸发降温罐逐级减压降温并回收热量，并对浆料进行固液分离并洗涤，滤液通过浓缩、除杂，加入碳酸钠沉锂结晶过滤得到锂盐产品，沉锂母液循环至配料调浆或者经过析钠后回收硫酸钾、硫酸铷与硫酸铯。本发明专利技术方法与其他锂云母溶出提锂技术相比，多级压力罐反应器可实现过程能量的循环利用，成本低、能耗小，具有工业化应用前景。

A method for stripping and extracting lithium from defluorinated lithium mica multistage pressure tank

The invention discloses a method of stripping lithium from the multistage pressure defluorine mica multistage pressure tank, and pulps the defluorine mica mineral powder, alkali metal or alkaline earth metal sulfate and additive in proportion to water. The slurry is transported to a multistage heating pressure tank after preheater preheating, and is heated to the reaction temperature and pressure in a step by step to the reaction temperature and pressure. After the reaction is completed, the reaction can be dissolved in the heat preservation and dissolution tank. After the reaction is completed, the heat can be reduced and the heat is recovered step by step through the multistage decompression and self evaporating cooling tank. The slurry is separated and washed by solid liquid, and the filtrate is concentrated and dismiscellaneous, and the lithium carbonate is added to the lithium crystallization filtration to get the lithium salt products. After recovery of sodium, potassium sulfate, rubidium sulfate and cesium sulphate are recovered. Compared with other lithium mica stripping technology, the multistage pressure tank reactor can realize the recycling of process energy, low cost, low energy consumption and the prospect of industrial application.

【技术实现步骤摘要】
一种脱氟锂云母多级压力罐溶出提锂的方法
本专利技术属于矿石提锂
，具体涉及一种脱氟锂云母多级压力罐溶出提锂的方法。
技术介绍
锂具有各种优异性能，锂及锂盐现已被广泛应用于铝锂合金、锂电池、核聚变等高新
我国锂云母资源丰富，主要分布于江西等地，目前锂云母提锂工艺主要包括硫酸盐法、石灰石法、氯化焙烧法、硫酸法和氟化学法，这些方法都是利用锂云母精矿进行提锂反应，存在着生产成本高、能耗大、渣量大等一些问题，所以研究脱氟锂云母提锂技术对世界新能源的发展具有十分重要的意义。锂云母是一种含氟的层状硅酸盐含锂矿物，结构致密，矿物中的氟会对锂的提取增加难度。本专利技术提出的脱氟锂云母与碱金属或者碱土金属的硫酸盐溶液高温高压多级压力罐中溶出的方法，生产成低、投资少；矿浆在多级压力罐中及多级减压自蒸发降温罐中高效利用二次能源，能耗小，具有工业化应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术不能高效的提取锂云母中锂元素的技术问题，提出了一种脱氟锂云母多级压力罐溶出提锂的方法。本专利技术设备流程简单，比传统压煮器溶出装置所需投资少，生产成本低；反应过程中二次蒸汽高效利用、能耗小。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种脱氟锂云母多级压力罐溶出提锂的方法包括以下步骤：（1）将天然锂云母经高温焙烧脱氟后转为脱氟锂云母，再破碎得到脱氟锂云母矿粉，将脱氟锂云母矿粉、碱金属或碱土金属的硫酸盐、添加剂与水在混料罐内搅拌调浆；（2）将步骤（1）配好的浆料输送至预热器中预热后用泵输送至多级串联的升温压力罐中逐级升温，采用一次蒸汽、减压自蒸发降温罐引出的二次蒸汽或者两者的结合来加热，最后一级升温压力罐采用一次高压蒸汽达到反应的温度，进入保温溶出罐中并反应完全；反应完的浆料再逐级进入减压自蒸发降温罐中降温蒸发；浆料降温到50-70℃后，进行液固分离，获得含硫酸锂、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铷和硫酸铯的浸出液以及浸取渣；（3）浆料在多级串联升温压力罐升温过程中的蒸汽冷凝水按温度从高到低分别逐级流入对应的一次蒸汽冷凝水罐与二次蒸汽冷凝水罐中，最后一级的一次蒸汽冷凝水罐的冷凝水返回锅炉继续生成一次蒸汽，最后一级的二次蒸汽冷凝水罐的冷凝水作为反应后浆料液固分离的洗涤水以及配置浆料的用水；（4）步骤（2）得到的浸出液经除杂浓缩后，加入沉淀剂碳酸钠反应，过滤获得碳酸锂沉淀以及主要成分为硫酸钠及其他碱金属硫酸盐的沉锂循环母液，该沉锂循环母液返回到步骤（1）中配料，或经过冷冻或者浓缩析出硫酸钠，析钠后的溶液继续回收硫酸钾、硫酸铷与硫酸铯；析出获得的硫酸钠返回到步骤（1）中进行配料。步骤（1）中所述天然锂云母矿中的氧化锂含量≥0.5wt%，破碎所得脱氟锂云母矿粉粒径D90≤180μm。步骤（1）中脱氟锂云母矿粉、碱金属或者碱土金属的硫酸盐和添加剂的重量比为1:0.1~1.5:0.01~1，浆料的固液重量比为1:4~25；其中所述碱金属或者碱土金属的硫酸盐的来源包括步骤（4）中沉锂循环母液所含的碱金属与碱土金属硫酸盐。所述步骤（1）调浆过程的添加剂为CaO、Ca(OH)2、NaOH、KOH、NaHCO3、Na2CO3、KHCO3和K2CO3中的一种或几种。步骤（2）中，浆料在预热器中预热到温度为60-100℃，浆料在多级升温压力罐中流动速度为0.05-0.5m/min；保温溶出罐中，反应温度为130~260℃，反应时间为30-150min，反应压力为1-5MPa。步骤（2）中，减压自蒸发降温罐引出的二次蒸汽用于对应的升温压力罐加热浆料，最后一级减压自蒸发降温罐的二次蒸汽引入预热器预热浆料。步骤（2）中多级升温压力罐中加热方式为通过夹套加热、直接通入高压蒸汽加热、内置蒸汽盘管或者蒸汽列管加热的一种或者几种组合进行高温高压溶出反应。步骤（2）中多级升温压力罐每级的升温为10-25℃，升温压力罐的级数为6-10级，达到反应所需要的温度；减压自蒸发降温罐每级的降温为10-25℃，减压自蒸发降温罐的级数为6-10级；除最后一级升温压力罐采用一次蒸汽加热，其他采用一次蒸汽、对应减压自蒸发降温罐的二次蒸汽或者两者的组合来加热，该对应减压自蒸发降温罐的二次蒸汽的温度与该升温压力罐所需的温度一致。步骤（3）中多级升温压力罐每级升温的一次蒸汽和二次蒸汽的冷凝水分别进入对应压力级的一次蒸汽冷凝水罐与二次蒸汽冷凝水罐，并与上下级的升温压力罐的冷凝水罐采用疏水阀连接，第一级的升温压力罐的一次蒸汽冷凝水罐的冷凝水返回锅炉再次生成一次蒸汽，第一级的升温压力罐的二次蒸汽冷凝水罐中的冷凝水去配料或者洗涤液固分离物料等用途。本专利技术与现有技术相比，具有下述显著优点：1、浆料在压力罐内流速更低，设备投资少，流程短，热量充分利用、热损失低；2、本专利技术提出的多级压力罐溶出方法，减压自蒸发降温过程二次蒸汽可以充分利用到多级升温压力罐加热矿浆，比传统压煮器溶出装置能耗低，同时减压自蒸发过程可以使浸取溶液浓缩，降低后续浓缩的成本，流程简单，易于工业化。附图说明图1为本专利技术脱氟锂云母多级压力罐溶出提锂的工艺流程图。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术做进一步说明，但本专利技术不仅仅限于这些实施例。实施例1将氧化锂含量为3.6wt%的天然锂云母精矿高温焙烧脱氟，再破碎至粒径D90=150μm，得到的脱氟锂云母矿粉、硫酸钠、添加剂CaO按重量比1:1:0.3与水在混料罐内调浆，浆料固液重量比为1:8，浆料在预热器预热到温度为80℃后用泵输送到6级升温压力罐中通入二次蒸汽以及一次蒸汽进行加热，每级温度升温为25℃，第6级采用一次蒸汽加热，最后升温到240℃，在保温溶出罐内停留反应时间45min，进行高温高压溶出反应，浆料流动速度为0.5m/min，反应温度为240℃，反应压力为3.4MPa，减压自蒸发降温罐为6级，每级的降温为25℃，自蒸发获得的二次蒸汽去加热对应温度下的升温压力罐的浆料，多级升温压力罐每级升温的一次蒸汽和二次蒸汽的冷凝水分别进入对应压力级的一次蒸汽冷凝水罐与二次蒸汽冷凝水罐，并与上下级的升温压力罐采用疏水阀连接，第一级升温压力罐的一次蒸汽冷凝水罐的冷凝水返回锅炉再次生成一次蒸汽，第一级升温压力罐的二次蒸汽冷凝水罐中的冷凝水去配料或者洗涤液固分离物料。最后浆料降温到小于65℃，然后进行固液分离，得到含硫酸锂、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铷和硫酸铯的滤液，脱氟锂云母中锂的溶出率达95%；滤液中加入碳酸钠沉锂，过滤得到碳酸锂及含硫酸钠及其他碱金属硫酸盐的母液，母液循环至配料调浆步骤。实施例2将氧化锂含量为1.5wt%的天然锂云母精矿高温焙烧脱氟，再破碎至粒径D90=110μm，得到的脱氟锂云母矿粉、硫酸钠、添加剂CaO按重量比1:0.5:0.3与水在混料罐内调浆，浆料固液重量比为1:5，浆料在预热器预热到温度为90℃后用泵输送到8级升温压力罐中通过二次蒸汽以及一次蒸汽进行加热，每级温度升温为15℃，第8级采用一次蒸汽加热，最后升温到230℃，在保温罐内停留反应时间145min，进行高温高压溶出反应，浆料流动速度为0.25m/min，反应温度为230℃，反应压力为2.8MPa，减压自蒸发降温罐为8级，每级的降温为15℃，自蒸发获得的二次蒸汽去加热对应温度下的升温压力罐的浆料，多级升温压力罐每级升温的一次本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脱氟锂云母多级压力罐溶出提锂的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将破碎后的天然锂云母经焙烧脱氟后转为脱氟锂云母，再破碎得到脱氟锂云母矿粉，将脱氟锂云母矿粉、碱金属或碱土金属的硫酸盐、添加剂与水在混料罐内搅拌调浆；（2）将步骤（1）配好的浆料输送至预热器中预热后用泵输送至多级串联的升温压力罐中逐级升温，采用一次蒸汽、减压自蒸发降温罐引出的二次蒸汽或者两者的结合来加热，最后一级升温压力罐采用一次高压蒸汽达到反应的温度，进入保温溶出罐中继续反应完全；反应完的浆料再逐级进入减压自蒸发降温罐中降温蒸发；浆料降温到50‑70℃后，进行液固分离，获得含硫酸锂、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铷和硫酸铯的浸出液以及浸取渣；（3）浆料在多级串联升温压力罐升温过程中的蒸汽冷凝水按温度从高到低分别逐级流入对应的一次蒸汽冷凝水罐与二次蒸汽冷凝水罐中，最后一级的一次蒸汽冷凝水罐的冷凝水返回锅炉继续生成一次蒸汽，最后一级的二次蒸汽冷凝水罐的冷凝水作为反应后浆料液固分离的洗涤水以及配置浆料的用水；（4）步骤（2）得到的浸出液经除杂浓缩后，加入沉淀剂碳酸钠反应，过滤获得碳酸锂沉淀以及主要成分为硫酸钠及其他碱金属硫酸盐的沉锂循环母液，该沉锂循环母液返回到步骤（1）中配料，或经过冷冻或者浓缩析出硫酸钠，析钠后的溶液继续回收硫酸钾、硫酸铷与硫酸铯；析出获得的硫酸钠返回到步骤（1）中进行配料。...

【技术特征摘要】
1.一种脱氟锂云母多级压力罐溶出提锂的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将破碎后的天然锂云母经焙烧脱氟后转为脱氟锂云母，再破碎得到脱氟锂云母矿粉，将脱氟锂云母矿粉、碱金属或碱土金属的硫酸盐、添加剂与水在混料罐内搅拌调浆；（2）将步骤（1）配好的浆料输送至预热器中预热后用泵输送至多级串联的升温压力罐中逐级升温，采用一次蒸汽、减压自蒸发降温罐引出的二次蒸汽或者两者的结合来加热，最后一级升温压力罐采用一次高压蒸汽达到反应的温度，进入保温溶出罐中继续反应完全；反应完的浆料再逐级进入减压自蒸发降温罐中降温蒸发；浆料降温到50-70℃后，进行液固分离，获得含硫酸锂、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铷和硫酸铯的浸出液以及浸取渣；（3）浆料在多级串联升温压力罐升温过程中的蒸汽冷凝水按温度从高到低分别逐级流入对应的一次蒸汽冷凝水罐与二次蒸汽冷凝水罐中，最后一级的一次蒸汽冷凝水罐的冷凝水返回锅炉继续生成一次蒸汽，最后一级的二次蒸汽冷凝水罐的冷凝水作为反应后浆料液固分离的洗涤水以及配置浆料的用水；（4）步骤（2）得到的浸出液经除杂浓缩后，加入沉淀剂碳酸钠反应，过滤获得碳酸锂沉淀以及主要成分为硫酸钠及其他碱金属硫酸盐的沉锂循环母液，该沉锂循环母液返回到步骤（1）中配料，或经过冷冻或者浓缩析出硫酸钠，析钠后的溶液继续回收硫酸钾、硫酸铷与硫酸铯；析出获得的硫酸钠返回到步骤（1）中进行配料。2.根据权利要求1所述的一种脱氟锂云母多级压力罐溶出提锂的方法，其特征在于：步骤（1）中所述天然锂云母矿中的氧化锂含量≥0.5wt%，破碎所得脱氟锂云母矿粉粒径D90≤180μm。3.根据权利要求1所述的一种脱氟锂云母多级压力罐溶出提锂的方法，其特征在于：步骤（1）中脱氟锂云母矿粉、碱金属或者碱土金属的硫酸盐和添加剂的重量比为1:0.1~1.5:0.01~1，浆料的固液重量比为1:4~25；其中所述碱金属或者碱土金属的硫酸盐的来源包括步骤（4）中沉锂循环母液所含的碱金属与碱土金属硫酸盐。4.根据权利要求1所述的一种脱氟锂云母道多...

【专利技术属性】
技术研发人员：旷戈，陈玉红，汤军军，李付杰，刘瑜，邢盛洲，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建,35