一种锂云母循环提锂方法及由此制得的碳酸锂技术

本发明专利技术属于锂电池材料生产技术领域，尤其涉及一种锂云母循环提锂方法及由此制得的碳酸锂。该方法采用硫酸盐焙烧法生产锂产品，所用辅料为硫酸钙与氧化钙和/或碳酸钙，并采用硫酸将沉淀步骤中的母液和/或沉淀后的过滤步骤中的滤液中和至pH值为5.5～7，蒸发结晶得到混合硫酸盐，再将该混合硫酸盐代替辅料中的硫酸钙继续提锂。本发明专利技术充分利用锂云母提锂工艺中产生的钠、钾等元素，将前一次提锂的母液结晶所得的硫酸盐作为辅料用于后一次提锂，使整个工艺无废液排放，既经济又环保，更重要的是通过废液在整个工艺中的循环利用，可确保锂元素不损失，大大提高了锂的综合回收率，同时还能制得高品质的锂产品，实现了锂云母中锂元素的高效提取。的高效提取。

【技术实现步骤摘要】
一种锂云母循环提锂方法及由此制得的碳酸锂


[0001]本专利技术属于锂电池材料的生产
，尤其涉及一种锂云母循环提锂方法及由此制得的碳酸锂。

技术介绍

[0002]锂云母矿为重要的锂资源之一，是提取锂最常用的矿物原料。如何高效经济地分解锂云母和溶出其中的锂，是利用锂云母矿提取锂进而制备各类锂化合物的关键。目前，国内外以固体锂云母为原料生产锂盐的方法有很多种，这些方法可分为两大类，一类是混合烧结法，主要包括石灰法、氯化物法及硫酸盐法；另一类是压煮法，主要包括硫酸法，液碱法。压煮法属于强化冶金的范畴，对现场设备和工人操作要求高，存在安全隐患；混合烧结法中的石灰石法需要3倍于锂云母量的石灰石，耗能极大，氯化法对设备腐蚀严重，不利于环保；硫酸盐法是当前最主流的工艺，基本都是通过“焙烧
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浸出
‑
除杂
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沉淀
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洗涤
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过滤”的工艺过程生产碳酸锂，但主要使用的辅料为硫酸钾、硫酸钠和氧化钙等，成本昂贵。因此有必要开发一种高效环保、低能耗的提锂技术。

技术实现思路

[0003]鉴于此，本专利技术要解决的技术问题是现有的硫酸盐焙烧法提锂工艺所存在的锂回收率低、经济性和环保性差的缺陷，进而提供一种可显著提高锂的综合回收率且经济环保的新型锂云母循环提锂方法。
[0004]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0005]根据本专利技术的实施例，第一方面，本专利技术提供了一种锂云母循环提锂方法，包括以下步骤：
[0006]将锂云母与辅料混合得混合料，依次对所述混合料进行焙烧、浸出、一次过滤、一次滤液除杂、沉淀以及二次过滤处理，所得二次过滤固体即为锂产品；
[0007]所述辅料为硫酸钙与氧化钙和/或碳酸钙；
[0008]采用硫酸将所述沉淀步骤中的母液和/或所述二次过滤步骤中的二次滤液中和至pH值为5.5～7，蒸发结晶得到混合硫酸盐，将所述混合硫酸盐用于代替所述辅料中的硫酸钙继续提锂。
[0009]在本专利技术的实施例中，以干重计，所述锂云母与所述硫酸钙、所述氧化钙的质量比为18:4～10:1.5～6。
[0010]在本专利技术的实施例中，所述硫酸钙来自石灰法生产氢氧化锂工序或氢氟酸冶炼厂产生的固废硫酸钙，所述固废硫酸钙中硫酸钙的质量百分含量不低于50％。
[0011]在本专利技术的实施例中，所述氧化钙来自固废氧化钙或工业氧化钙，所述固废氧化钙中氧化钙的质量百分含量不低于70％。
[0012]在本专利技术的实施例中，所述辅料采用硫酸钙时，所述焙烧步骤的焙烧温度为950～1100℃，焙烧时间为20～80min。
[0013]在本专利技术的实施例中，所述混合硫酸盐中硫酸钠、硫酸钾和硫酸锂的总干重不低于25％。
[0014]在本专利技术的实施例中，以干重计，所述锂云母与所述混合硫酸盐、所述氧化钙的质量比为18:7～12:1.5～6。
[0015]在本专利技术的实施例中，所述辅料采用所述混合硫酸盐时，所述焙烧步骤的焙烧温度为880～1000℃，焙烧时间为20～80min。
[0016]在本专利技术的实施例中，所述锂产品为碳酸锂、磷酸锂、草酸锂中的至少一种。
[0017]根据本专利技术的实施例，第二方面，本专利技术还提供了一种由上述的锂云母循环提锂方法制得的碳酸锂，所述碳酸锂的质量百分含量大于99％。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有如下优点：
[0019]1、本专利技术实施例提供的锂云母循环提锂方法，采用硫酸盐焙烧法生产锂产品，其中所用辅料为硫酸钙与氧化钙和/或碳酸钙，并采用硫酸将沉淀步骤中的母液和/或沉淀后的过滤步骤中的滤液中和至pH值为5.5～7，蒸发结晶得到混合硫酸盐，再将该混合硫酸盐代替辅料中的硫酸钙回用到提锂工艺中继续提锂。本专利技术的提锂方法充分利用锂云母提锂工艺中产生的钠、钾等元素，将前一次提锂的母液结晶，所得的硫酸盐可作为辅料用于后一次提锂，使整个工艺无废液排放，既经济又环保，更重要的是通过废液在整个工艺中的循环利用，可确保锂元素不损失，大大提高了对锂云母中锂的综合回收率，同时还能制得高品质的锂产品，实现了锂云母中锂元素的高效提取。
[0020]2、本专利技术实施例提供的锂云母循环提锂方法，所用辅料为硫酸钙与氧化钙和/或碳酸钙，硫酸钙微溶，且钙与钾、钠、锂是非同一主族关系，避免了浸出时因阳离子钾、钠溶出而减少锂的浸出率，使锂的浸出率更高，且氧化钙和/或碳酸钙能够提高锂矿的熔点，使锂矿在较高的温度下煅烧，确保反应更充分，从而大大提高锂的浸出率，同时还能避免煅烧过程中玻璃态的产生，并且碳酸钙能够在煅烧的时候分解生成二氧化碳，使滤渣更松散，方便后续的浸出、洗涤、过滤等工序的高效运行。
[0021]3、本专利技术实施例提供的锂云母循环提锂方法，采用化工厂、萤石冶炼氢氟酸过程产生的固废硫酸钙(石膏)为辅料，不仅实现了对固废的转化利用，降低了提炼锂矿的成本，而且石膏(即硫酸钙结晶水)在100多度的时候开始失去结晶水，此时与相邻的锂云母中的氟结合形成氟化氢挥发，降低了后续浸出液中除氟难度；结晶水是缓慢释放的，与锂云母中的氟有充分的反应时间，另外，石膏与锂云母经混料后是一种紧密相连的状态，在颗粒内部之间就能反应，达到了非常好的除氟效果，除氟之后所制备的锂产品质量更好，使用寿命更长。
具体实施方式
[0022]提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保护范围之内。
[0023]实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得
的常规试剂产品。
[0024]在本专利技术的实施例和对比例中，所使用的脱硫石膏来自发电厂的脱硫工序，1分子脱硫石膏中含有2分子水，所使用的生石灰自石灰厂采购，所使用的锂云母矿的成分如表1所示。
[0025]表1锂云母矿的成分
[0026]成分SiO2Al2O3K2ONa2OCaOMgOFe2O3Li2OMnO含量wt.％67.8617.134.255.210.660.041.082.350.23
[0027]实施例1
[0028]本实施例提供的锂云母循环提锂方法，包括如下步骤：
[0029]步骤S1、按干重m(锂云母)：m(硫酸钙)：m(氧化钙)＝10:4:1的比例关系，将锂云母矿666.70g、脱硫石膏(含97.25％硫酸钙)266.68g、氧化钙66.67g配置1000g混合原料，经研磨至200目左右后，置于1020℃焙烧炉中焙烧80min，冷却后将熟料磨细，用1000mL水搅拌浸出30min后过滤，滤液先用硫酸调节pH＝5.5，然后用氢氧化钠调节溶液至中性除杂，之后升温至98℃用碳酸钠沉淀(过量系数1～1.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂云母循环提锂方法，包括以下步骤：将锂云母与辅料混合得混合料，依次对所述混合料进行焙烧、浸出、一次过滤、一次滤液除杂、沉淀以及二次过滤处理，所得二次过滤固体即为锂产品；其特征在于，所述辅料为硫酸钙与氧化钙和/或碳酸钙；采用硫酸将所述沉淀步骤中的母液和/或所述二次过滤步骤中的二次滤液中和至pH值为5.5～7，蒸发结晶得到混合硫酸盐，将所述混合硫酸盐用于代替所述辅料中的硫酸钙继续提锂。2.根据权利要求1所述的锂云母循环提锂方法，其特征在于，以干重计，所述锂云母与所述硫酸钙、所述氧化钙的质量比为18:4～10:1.5～6。3.根据权利要求1或2所述的锂云母循环提锂方法，其特征在于，所述硫酸钙来自石灰法生产氢氧化锂工序或氢氟酸冶炼厂产生的固废硫酸钙，所述固废硫酸钙中硫酸钙的质量百分含量不低于50％。4.根据权利要求1或2所述的锂云母循环提锂方法，其特征在于，所述氧化钙来自固废氧化钙或工业氧化钙，所述固废氧化钙中氧化钙...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪金良，王厚庆，徐木财，
申请(专利权)人：江西闪凝科技有限公司，
类型：发明
国别省市：