一种基于煤炭洗选工艺的低阶煤提锂方法技术

本发明专利技术公开了一种基于煤炭洗选工艺的低阶煤提锂方法，属于低阶煤高值化利用技术领域；具体是对从煤炭洗选工艺中取得的低阶煤进行干燥和破碎，采用有机重液对原料按密度分级，分别得到低密度级样品和高密度级样品；将高密度级样品进行灰化处理，之后进行酸浸处理，通过化学沉淀法分离浸出液中的锂元素，得到锂的沉淀产物；将低密度级样品进行逐级化学提纯，依次得到逐级分离的悬浮物或沉淀物，采用化学沉淀法分离悬浮物或沉淀物中的锂元素；以选煤厂实际采样为对象，利用煤炭洗选过程常用的工艺对其进行富集回收，有效提高低阶煤中锂元素的提取量。锂元素的提取量。锂元素的提取量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于煤炭洗选工艺的低阶煤提锂方法


[0001]本专利技术属于低阶煤高值化利用
，涉及一种基于煤炭洗选工艺的低阶煤提锂方法。

技术介绍

[0002]低阶煤具有高水分、高挥发分以及热稳定性差、易风化自燃等特点，使其不便于长途运输和储存且燃烧或气化效率低，进而严重限制了其直接利用。而低阶煤产量高，且矿物质组成丰富，是煤层地质中微量元素的优良载体。锂作为微量元素在自然界储备不高，且在国民经济中发挥着重要的作用，具有较高的提取价值。基于我国煤炭资源储备丰富的现状，对煤中具有开发利用价值的微量元素进行提纯利用，同时对有毒有害元素富集剔除，对资源二次利用、保护生态和环境等方面都具有现实意义。
[0003]低阶煤中铝土矿物含量较大，尤其高岭石，锂作为煤中微量元素通常以矿物质伴生的形式赋存在矿物晶格中。基于煤中有机和无机组分微量元素伴生和赋存状态的差异，以及在不同矿物晶格中的嵌布规律，通常高密度级产品中矿物质含量高，可通过灰化处理使微量元素在矿物质晶格结构中脱嵌；低密度级富含碳和腐殖酸等复杂有机组分，对其进行逐级化学提纯处理，可分离其中的微量元素。但如何在煤炭洗选过程中，能有效充分的对其中的低阶煤进行锂元素的提取仍是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术克服了现有技术的不足，提出一种基于煤炭洗选工艺的低阶煤提锂方法，以选煤厂实际采样为对象，利用煤炭洗选过程常用的工艺对其进行富集回收，有效提高低阶煤中锂元素的提取量。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术是通过如下技术方案实现的。
[0006]一种基于煤炭洗选工艺的低阶煤提锂方法，包括以下步骤：1）原料的处理：将从煤炭洗选工艺中取得的低阶煤进行干燥和破碎，得到粒度＜0.5mm的原料；2）采用有机重液对所述的原料按密度分级，分别得到低密度级样品和高密度级样品；3）将所述的高密度级样品进行灰化处理，之后对灰化产物进行酸浸处理，使煤中微量元素转移至浸出液中；4）通过化学沉淀法分离浸出液中的锂元素，得到锂的沉淀产物；5）将所述的低密度级样品进行逐级化学提纯，依次得到逐级分离的悬浮物或沉淀物，采用化学沉淀法分离悬浮物或沉淀物中的锂元素。
[0007]优选的，所述的有机重液是使用四氯化碳和三溴甲烷配制。
[0008]更优的，所述四氯化碳和三溴甲烷的比重分别为89%和11%。
[0009]优选的，采用所述的有机重液将原料分为密度级
‑
1.7 g/cm3的低密度级样品和+
1.70 g/cm3的高密度级样品。
[0010]优选的，所述的灰化处理是先将高密度级样品逐渐升温至 500
‑
550℃，然后保温，再逐渐升温至 600
‑
800℃烧至无黑色碳粒为止。
[0011]优选的，所述的酸浸处理是将灰化产物浸泡在硫酸中，得到浸出液。
[0012]优选的，所述的化学沉淀法是采用磷酸溶液使浸出液或悬浮物或沉淀物中的锂元素形成沉淀产物。
[0013]优选的，所述的逐级化学提纯是通过离心处理将低密度级样品处理得到水溶态样品、离子交换态样品、碳酸盐结合态样品、腐殖酸结合态样品、铁锰氧化态样品、强有机结合态样品和残渣态样品。
[0014]更优的，所述的离心处理是温度 25℃，速度为 170次/min，将搅拌均匀的样品于离心机离心30 min，离心速率 4000 r/min。
[0015]优选的，所述的低阶煤为低阶弱粘煤，低阶煤的采样点为选煤厂原煤仓、末精皮带、末中皮带、末矸皮带、块精皮带、块中皮带、块矸皮带中的一种。
[0016]本专利技术相对于现有技术所产生的有益效果为：本专利技术充分考虑锂元素在煤中矿物质和碳中的赋存差异，对矿物质中锂元素进行灰化法提纯，低密度级精煤则通过逐级化学法分离提取其中锂元素，避免了因工艺方法不当导致锂元素在提取过程的损失，提高了回收效率。
[0017]本专利技术通过对低阶煤进行破碎、浮沉处理，得到矿物质和精煤的预分离产物，对高密度级矿物含量部分进行高温煅烧制得灰化产物，低密度级产品经逐级化学提取处理，最终实现煤中锂元素的富集回收。
[0018]本专利技术以选煤厂不同生产环节采样为对象，了解锂元素随煤炭洗选过程的迁移规律，并结合选煤过程中常用的筛分、浮沉工艺方法对锂进行提取。通过原煤的破碎使煤中矿物质和碳充分解离，提高锂元素的提取效率。基于微量元素在煤中矿物质、精煤和有机分子结构中嵌布方式的差异，采用合适的提取方式对其中锂元素进行提取。通过样品的检测和分析有利于对产品进行针对性的处理工艺的设计，对实际生产环节具有重要指导意义。
附图说明
[0019]图1为实施例1基于煤炭洗选工艺的低阶煤提锂方法的技术流程示意图。
具体实施方式
[0020]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面结合实施例及附图详细说明本专利技术的技术方案，但保护范围不被此限制。
[0021]实施例1如图1所示，本实施例提出一种基于煤炭洗选工艺的低阶煤提锂方法，具体为以下步骤：S1、将选煤厂的末原煤置于鼓风干燥箱内75℃下烘干2小时，然后破碎至0.5mm以下提高煤中矿物质和精煤的解离程度，收集破碎后的产品。
[0022]S2、根据国标GB/T478
‑
2008要求，采用四氯化碳、三溴甲烷配制有机重液，其比重分别为89%和11%，对S1步骤所得的
‑
0.5mm部分煤样按密度分级，得到
‑
1.7 g/cm3浮物+1.70 g/cm3沉物产品，将浮物和沉物在真空抽滤机上过滤烘干后得到干燥产品，即分别为低密度级样品和高密度级样品。煤样中锂含量为431.2
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g/g。
[0023]S3、根据国标 GB8208—2007要求，将S2步骤所得的高密度级样品先将煤样逐渐升温至 550℃，然后保温两小时，再逐渐升温至 700℃左右烧至煤样无黑色碳粒为止；采用硫酸对灰化产物进行酸浸处理，使煤中微量元素转移至浸出液中。
[0024]S4、将S3步骤所得的浸出液通过化学沉淀法分离溶液中的锂元素，将酸浸液中加入磷酸溶液得到锂的沉淀产物，烘干后回收锂的沉淀产物；S5、将S2步骤所得的低密度级样品进行七步法逐级化学提纯处理，控制提纯条件为温度 25℃，速度为170次/min；将搅拌均匀的样品于离心机离心30 min，离心速率 4000 r/min；依次得到分别为水溶态、离子交换态、碳酸盐结合态、腐殖酸结合态、铁锰氧化态、强有机结合态和残渣态，采用磷酸溶液分离溶液中的锂元素。
[0025]本实施例以选煤厂的原料末原煤为对象，充分考虑锂元素在煤中矿物质和碳中的赋存差异，对矿物质中锂元素进行灰化法提纯，低密度级精煤则通过逐级化学法分离提取其中锂元素，避免了因工艺方法不当导致锂元素在提取过程的损失，锂的回收率为97.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于煤炭洗选工艺的低阶煤提锂方法，其特征在于，包括以下步骤：1）原料的处理：将从煤炭洗选工艺中取得的低阶煤进行干燥和破碎，得到粒度＜0.5mm的原料；2）采用有机重液对所述的原料按密度分级，分别得到低密度级样品和高密度级样品；3）将所述的高密度级样品进行灰化处理，之后对灰化产物进行酸浸处理，使煤中微量元素转移至浸出液中；4）通过化学沉淀法分离浸出液中的锂元素，得到锂的沉淀产物；5）将所述的低密度级样品进行逐级化学提纯，依次得到逐级分离的悬浮物或沉淀物，采用化学沉淀法分离悬浮物或沉淀物中的锂元素。2.根据权利要求1所述的一种基于煤炭洗选工艺的低阶煤提锂方法，其特征在于，所述的有机重液是使用四氯化碳和三溴甲烷配制。3.根据权利要求2所述的一种基于煤炭洗选工艺的低阶煤提锂方法，其特征在于，所述四氯化碳和三溴甲烷的比重分别为89%和11%。4.根据权利要求1所述的一种基于煤炭洗选工艺的低阶煤提锂方法，其特征在于，采用所述的有机重液将原料分为密度级
‑
1.7 g/cm3的低密度级样品和+1.70 g/cm3的高密度级样品。5.根据权利要求1所述的一种基于煤炭洗选工艺的低阶煤提锂方法，其特征在于，所述的灰化处理是先将高密度级样品逐渐升...

【专利技术属性】
技术研发人员：付元鹏，董宪姝，樊玉萍，马晓敏，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：