一种从锂云母中制取碳酸锂的方法技术

本发明专利技术提供了一种从锂云母中制取碳酸锂的方法，包括如下步骤：(1)浸出：将锂云母与盐酸混合得母液A；(2)萃取：将母液A在搅拌状态下加入萃取剂，静止分层，得母液B；(3)除杂：向母液B中加碱，调节pH，过滤得母液C；(4)除钙：向母液C中加入饱和碳酸钠溶液，过滤得母液D；(5)浓缩提取：将母液D加热浓缩，向其中加入饱和碳酸钠溶液得到碳酸锂。本发明专利技术提供的一种从锂云母中制取碳酸锂的方法，利用盐酸取代出传统的硫酸法，降低了反应的温度，精简了工艺流程，解决了往常各类工艺高温高压高腐蚀的问题，减少了能耗和设备投资，资源利用率高，环境污染小，提高了碳酸锂的纯度和收率，有利于实现工业化生产。

A method for the preparation of lithium carbonate from lithium-ion mica

The present invention provides a method for the preparation of lithium carbonate from lithium-mica, including the following steps: (1) leaching: the mixture of lithium mica and hydrochloric acid to the mother liquid A; (2) extraction: the mother liquid A is added in the stirring state, the mother solution is B; (3) the mother solution B is added to the mother solution, the pH is adjusted, the C of the mother liquid is filtered, and (4) the removal of calcium is obtained. The mother solution is added to the mother solution C by adding saturated sodium carbonate solution and filtering the mother liquid D; (5) concentration and extraction: the mother liquid D is heated and concentrated, and the lithium carbonate is obtained by adding saturated sodium carbonate solution. The invention provides a method for making lithium carbonate from lithium-ion mica, replacing the traditional sulfuric acid method by hydrochloric acid, reducing the temperature of the reaction, reducing the process flow, solving the problems of high corrosion of high temperature and high pressure in the usual various processes, reducing the energy consumption and investment of equipment, high utilization rate of resources, small environmental pollution, and raising the increase of environmental pollution. The purity and yield of lithium carbonate are beneficial to industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种从锂云母中制取碳酸锂的方法
本专利技术涉及锂电池制备领域，具体涉及一种从锂云母中制取碳酸锂的方法。
技术介绍
锂云母又称“鳞云母”，主要成分为KLi1.5Al1.5[AlSi3O10](F,OH)2，含Li2O约为1.23～5.90％，含Al2O3约为23～26％等氧化物，还含铷、铯等其它稀有金属；其中宜春市储藏着世界最大的锂云母矿，氧化锂的可开采量占全国的31％、世界的8.2％。锂云母是最常见的锂矿物，是提炼锂生产碳酸锂的重要矿物，对其进行综合开发利用具有十分重要的经济和战略价值。我国锂矿资源主要是青海和西藏的盐湖卤水，四川的锂辉石，江西宜春的锂云母。我国锂消费量(折合碳酸锂)从2010年的3.5万吨到2016年的8.5万吨呈持续增长。2016年我国碳酸锂进口量同比增长97％。传统以锂云母为原料制取碳酸锂的工艺主要有食盐压煮法、碱压煮法和硫酸法，但都在生产中都会产生大量的废渣，浪费了一些有用元素。这些废渣没有得到利用，废渣里含有酸和碱，外排会造成严重的环境污染。而且反应条件苛刻，高温煅烧或高压反应，造成设备腐蚀等缺陷，大幅增加了生产成本。能源浪费大，设备投资大，三废排放困难，原料利用率底。以矿石为原料，主要是以锂云母、锂辉石为原料进行提取，目前的提取方法是硫酸法或者硫酸钾和石灰石煅烧结法。硫酸法采用浓硫酸与锂云母矿高温焙烧，碳酸盐沉锂，设备要求高，环境污染大，特别是尾气排放对大气污染非常严重。石灰石煅烧法采用高温沸腾炉煅烧方式，温度一般在1000℃左右，转化率低，能耗高，设备要求高，环境污染大。综上，现有锂云母的生产工艺存在成本高，副产物综合利用低，安全系数低，且对设备腐蚀厉害要求严，对环境污染特别大，尤其是废渣废气。为真正实现宜春锂云母的综合利用，急需探索新的锂云母提取制备碳酸锂的新型生产工艺。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种从锂云母中制取碳酸锂的方法。本专利技术涉及如下技术方案：一种从锂云母中制取碳酸锂的方法，包括如下步骤：(1)浸出：将锂云母与盐酸混合，加热搅拌使其充分反应，反应完成后过滤，得母液A；(2)萃取：将母液A在搅拌状态下加入萃取剂，静止分层除去钾铷铯氟，得母液B；(3)除杂：向母液B中缓慢滴加氢氧化钠，调节pH至6.5～8，继续向母液B中加入氢氧化钙溶液，调节溶液pH至11～13，过滤去渣得母液C；(4)除钙：将母液C升温，向母液C中加入饱和碳酸钠溶液，直至母液中没有沉淀生成，过滤去渣得母液D；(5)浓缩提取：将母液D加热浓缩，控制溶液适当温度，向其中加入饱和碳酸钠溶液，搅拌,过滤即可得到碳酸锂。优选地，所述步骤(1)中盐酸的浓度为15％～30％，用盐酸取代了传统的硫酸法，降低了反应的温度，精简了工艺操作流程。优选地，所述锂云母和盐酸的摩尔比为1:2.8～4，小于2.8物料搅拌困难，大于4盐酸浪费大，中和难度高。优选地，所述步骤(1)中加热温度为105℃～120℃，105℃以下物料反应慢，效果差，120℃时物料基本沸腾，温度达到顶点。优选地，所述步骤(2)中萃取剂的浓度为0.5～1.5mol/L,碱度为0.5～1.5mmol/L,所述萃取剂为4-叔丁基-2-(α-甲基苄基)苯酚，用于去除钾铷铯氟，提高副产物的综合利用率。优选地，所述步骤(2)中萃取温度为5℃～30℃，小于5℃能耗浪费大，大于30℃萃取效果差。优选地，所述步骤(3)中加入的氢氧化钠溶液的浓度为3～4mol/L,用于除酸中和母液B。优选地，所述步骤(3)中加入的氢氧化钙溶液的浓度为3～5mol/L,用于去除溶液中铝、铁、锰、镁等相应的杂质离子。优选地，所述步骤(4)中将母液C升温至55℃～85℃，小于55℃反应和过滤效果不佳，大于85℃能耗高，设备要求严。优选地，所述步骤(5)中母液D加热浓缩至锂离子浓度为15～35g/L，控制溶液温度为85℃～95℃，参数的精准控制，有利于提高锂元素的收率，碳酸锂溶于水，溶解度随着温度升高而降低，锂离子浓度大于35g/L，析出效果差且溶于大量水有损失，控制溶液温度大于95℃时，水沸腾，无法操作。所述步骤(3)中pH范围控制在6.5～8用于中和除酸，超出8或者小于6.5没有达到终点，除杂pH范围控制在11～13是正常范围，超出13或者小于11没有达到终点。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、通过采用工业盐酸制取碳酸锂的方法解决了往常各类工艺高温高压高腐蚀的问题，盐酸法工艺条件温和，反应温度控制在105℃～120℃，市场上普通搪瓷反应釜设备即可满足，减少了能耗和设备投资。2、通过采用工业盐酸制取碳酸锂的方法解决了往常各类工艺废盐渣量大的问题，在具体实施中，对于副产物二氧化硅的综合利用提供了便利条件。3、通过添加萃取剂，萃取母液中的钾铷铯并加以综合利用，比常规通过温度控制法提取的提取率更高，达到提取率99％。4、母液B通过采用一元碱和二元碱的配合利用，在除去金属离子和钙离子的过程中，减少了过滤次数，并减少了滤渣的产生，使得后续操作更为简单。5、提锂条件为锂离子浓度为15～35g/L，控制溶液温度为85℃～95℃，向其加入饱和碳酸钠溶液，搅拌反应后过滤，参数的精准控制提高了碳酸锂的收率。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合具体实例对本专利技术的技术方案进行以下详细说明，本专利技术未描述的技术手段按本领域内常规方式进行，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。原料：锂云母又称“鳞云母”，分子式为KLi1.5Al1.5[AlSi3O10](F,OH)2，成分一般含Li2O1.2～5.9％，K2O4.8～13.8％，AI2O311.3～28.8％，SiO246.9～60％,F1.36％～8.71％,H2O0.65～3.15％,此外还含有Na2O、MgO、CaO、FeO、MnO以及有时高达3％的Rb2O和高达1.5％的Cs2O。本专利技术下述实施例中所使用的锂云母产自江西省宜春市414矿，其主要化学成分(wt％)如下表1所示。表1：锂云母主要化学成分(wt％)Li2ONa2OK2ORb2OCs2OAI2O3SiO2FeOMnOMgOCaOF3.61.27.871.20.3525.3352.80.1890.380.352.634.1一种从锂云母中制取碳酸锂的方法，包括如下步骤：(1)浸出：将锂云母与浓度为15％～30％的盐酸按照摩尔混合比1:2.8～4混合，加热至105℃～120℃,搅拌使其充分反应，反应完成后过滤，得母液A；涉及的主要反应如下：Li2O+2HCl＝2LiCl+H2O；Na2O+2HCl＝2NaCl+H2O；K2O+2HCl＝2KCl+H2O；Rb2O+2HCl＝2RbCl+H2O；Cs2O+2HCl＝2CsCl+H2O；AI2O3+6HCl＝2AlCl3+3H2O；FeO+2HCl＝FeCl2+H2O；MnO+2HCl＝MnCl2+H2O；MgO+2HCl＝MgCl2+H2O；CaO+2HCl＝CaCl2+H2O；经过上述反应，锂云母中的锂转化为可溶性的锂进入液相中，得到粗氯化锂溶液。(2)萃取：将母液A在搅拌状态下加入浓度为0.5～1.5mol/L,碱度为0.5～1.5mmol/L的4-叔丁基-2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从锂云母中制取碳酸锂的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)浸出：将锂云母与盐酸混合，加热搅拌使其充分反应，反应完成后过滤，得母液A；(2)萃取：将母液A在搅拌状态下加入萃取剂，静止分层除去钾铷铯氟，得母液B；(3)除杂：向母液B中缓慢滴加氢氧化钠，调节pH至6.5～8，继续向母液B中加入氢氧化钙溶液，调节溶液pH至11～13，过滤去渣得母液C；(4)除钙：将母液C升温，向母液C中加入饱和碳酸钠溶液，直至母液中没有沉淀生成，过滤去渣得母液D；(5)浓缩提取：将母液D加热浓缩，控制溶液适当温度，向其中加入饱和碳酸钠溶液，搅拌,过滤即可得到碳酸锂。

【技术特征摘要】
1.一种从锂云母中制取碳酸锂的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)浸出：将锂云母与盐酸混合，加热搅拌使其充分反应，反应完成后过滤，得母液A；(2)萃取：将母液A在搅拌状态下加入萃取剂，静止分层除去钾铷铯氟，得母液B；(3)除杂：向母液B中缓慢滴加氢氧化钠，调节pH至6.5～8，继续向母液B中加入氢氧化钙溶液，调节溶液pH至11～13，过滤去渣得母液C；(4)除钙：将母液C升温，向母液C中加入饱和碳酸钠溶液，直至母液中没有沉淀生成，过滤去渣得母液D；(5)浓缩提取：将母液D加热浓缩，控制溶液适当温度，向其中加入饱和碳酸钠溶液，搅拌,过滤即可得到碳酸锂。2.如权利要求1所述的从锂云母中制取碳酸锂的方法，其特征在于：所述步骤(1)中盐酸的浓度为15％～30％。3.如权利要求1或2任意一项所述的从锂云母中制取碳酸锂的方法，其特征在于：所述步骤(1)中锂云母与盐酸的摩尔比为1:2.8～4。4.如权利要求1所述的从锂云母中制取碳酸锂的方法，其特征在于：所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛亮明，彭桂永，刘志松，范汉义，李先发，
申请(专利权)人：江西浩海锂能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36