【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于矿产资源利用领域，涉及一种黏土锂矿综合利用的方法。
技术介绍
1、锂，被誉为“21世纪的白色石油”，其在现代科技中的战略地位日益凸显。随着全球范围内电动汽车和储能设施的快速部署，全球对锂的需求量正快速成倍增长，这一激增的需求刺激了锂资源提取及供应领域的变化。
2、目前，全球锂资源主要来源于硬岩矿石及盐湖卤水两大类型。受限于地理环境及提锂技术等因素，利用盐湖卤水提锂的开发难度较大，技术要求高，故仍处于探索与研究阶段。故硬岩矿石仍是锂离子供给的主要来源，而现有技术中配套成熟的技术方案主要利用的传统硬盐矿石为锂辉石和锂云母，基于两者资源总量有限，为满足更大规模及更低成本的锂资源需求，探索开发新的硬盐矿石型锂资源及其配套技术成为领域的目标。
3、近年来，黏土锂矿作为一种新兴的锂资源，引起了全球范围内的广泛关注。黏土锂矿，其锂含量虽低于盐湖和传统硬岩矿石，但资源量巨大，分布广泛，且含有钾、铝、铁、钛、钙、硅等多种伴生元素，具有较高的综合开发价值。黏土锂矿的开采对环境的影响相对较小，且易于采用连续开采方式，具有较高的开采灵活性。
4、针对黏土锂矿的提取技术路线主要包括直接酸浸法以及高温煅烧-水浸法等。直接酸浸法通过使用硫酸等强酸直接浸取锂，操作简便，但酸耗大，处理后的废液处理成本高昂。高温煅烧-水浸法则先将黏土高温处理，改变其结构，便于锂的溶出，但能耗高，成本高，锂的提取率不高，伴生元素的综合利用不足，无法充分挖掘黏土锂矿的综合价值。
5、因此，尚需要开发针对黏土锂矿的新型综合利
技术实现思路
1、鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种黏土锂矿综合利用的方法，所述方法采用沸腾氯化法将黏土锂矿与氯气反应为气相和固相氯化物，根据气相氯化物沸点的不同依次降温分离出伴生元素铁、铝、钛及硅的氯化产品；而将锂及其他伴生元素如钾及钙留在固相氯化物中，通过将固相氯化物溶解，在溶液体系中依次调节ph并进行两次沉淀，从而分离锂、钾及钙元素，得到对应的产品，实现黏土锂矿的综合利用。
2、为达到此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种黏土锂矿综合利用的方法，所述方法包括：
4、将黏土锂矿与氯气进行沸腾氯化反应，得到第一固相产物以及气相产物；
5、将所述气相产物降温，依次分离出fecl3、alcl3、ticl4及sicl4；
6、将所述第一固相产物溶解，调节ph，进行第一沉淀反应，得到含锂钙的第二固相产物及含钾的第一液相产物；使第一液相产物结晶得到kcl；
7、将第二固相产物溶解，并进行第二沉淀反应，得到钙产物及第二液相产物；使第二液相产物结晶得到锂产物。
8、本专利技术所述方法采用沸腾氯化法，将黏土锂矿中的铝、硅、铁、钛、钙、钾、锂转化为对应元素氯化物，再根据各个元素氯化物沸点不同分别提纯成相应氯化物。具体地，沸点相对较低的氯化物存在于气相产物中，通过对气相产物的降温可以分离出铁、铝、钛及硅的氯化物固相产品；而沸点相对较高的氯化物存在于第一固相产物中，其中包含有锂、钾及钙的氯化物，通过将第一固相产物溶解，在液相体系中沉淀出锂及钙的沉淀物，从而将钾分离，再将含有锂及钙的沉淀物的第二固相产物溶解，在液相体系中沉淀出钙，从而将钙与锂分离，最终分别得到锂、钾、钙的产品，其中钙的产品可回用于工艺流程中实现循环，因此，所述方法可实现黏土锂矿的高价值综合利用，工艺简单，成本较低，且基本无废渣产生。
9、以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。
10、作为本专利技术优选的技术方案，所述黏土锂矿中的锂元素含量＞0.1wt％，例如0.12wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％或1wt％等。
11、作为本专利技术优选的技术方案，所述黏土锂矿在进行所述沸腾氯化反应前，先进行烘干至水含量＜0.1wt％，例如0wt％(即不含水)、0.01wt％、0.03wt％、0.05wt％或0.08wt％等，再粉碎为＞100目的筛下粉体，例如110目、130目、150目、180目或200目等。
12、作为本专利技术优选的技术方案，所述沸腾氯化反应在沸腾炉中进行，所述氯气由所述沸腾炉底部通入，所述黏土锂矿由所述沸腾炉顶部加入。
13、本专利技术所述沸腾氯化法或沸腾氯化反应区别于与氯气进行普通的化学反应，其采用氯气从固体底部进入，类似煮沸效果，分散更加均匀，效率更高，反应更加彻底。
14、优选地，所述沸腾氯化反应的温度为600～800℃，例如600℃、620℃、640℃、660℃、680℃、700℃、720℃、740℃、760℃、780℃或800℃等，时间＞1h，例如1.2h、1.4h、1.6h、1.8h或2h等。
15、本专利技术中，所述沸腾氯化反应的温度的选择由反应所得氯化物的沸点及其反应效率决定，应更具黏土锂矿中主要金属成分锂、钾、钙、铁、铝、钛及硅的含量占比进行调整。当反应温度过低时，易导致反应不彻底，而温度过高能耗升高且对设备要求较高。
16、优选地，所述氯气的用量为所述黏土锂矿理论生成的氯化物的摩尔总量的95％～100％，例如95％、96％、97％、98％、99％或100％等。
17、本专利技术所述方法中，氯气的用量应保持充足，以使得黏土锂矿中各个元素充分反应得以转变为相应的氯化物，防止第一固相产物中含有未反应的固相原料。
18、作为本专利技术优选的技术方案，将所述气相产物先降温至250～350℃分离出fecl3，例如250℃、260℃、270℃、280℃、290℃、300℃、310℃、320℃、330℃、340℃或350℃等，再降温至150～200℃分离出alcl3，例如150℃、160℃、170℃、180℃、190℃或200℃等，再降温至100～150℃分离出ticl4，例如100℃、110℃、120℃、130℃、140℃或150℃等，最后降温至＜80℃分离出sicl4，例如78℃、75℃、70℃、65℃、60℃、55℃或50℃等。
19、作为本专利技术优选的技术方案，所述第一固相产物包括未气相化的氯化物及废渣。
20、本专利技术中所述未气相化的氯化物包括高沸点氯化物cacl2、kcl及licl，其以固体和/或熔融形式存在。
21、优选地，每隔30～120min将所述第一固相产物进行排出收集，例如30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min、100min、110min或120min等。
22、作为本专利技术优选的技术方案，得到的所述ti本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种黏土锂矿综合利用的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述黏土锂矿中的锂元素含量＞0.1wt％。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述黏土锂矿在进行所述沸腾氯化反应前，先进行烘干至水含量＜0.1wt％，再粉碎为＞100目的筛下粉体。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述沸腾氯化反应在沸腾炉中进行，所述氯气由所述沸腾炉底部通入，所述黏土锂矿由所述沸腾炉顶部加入；
5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，将所述气相产物先降温至250～350℃分离出FeCl3，再降温至150～200℃分离出AlCl3，再降温至100～150℃分离出TiCl4，最后降温至＜80℃分离出SiCl4。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的方法，其特征在于，所述第一固相产物包括未气相化的氯化物及废渣；
7.根据权利要求1-6任意一项所述的方法，其特征在于，得到的所述TiCl4及SiCl4分别采用蒸馏工艺反复提纯，直至纯度＞99.8％。
...【技术特征摘要】
1.一种黏土锂矿综合利用的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述黏土锂矿中的锂元素含量＞0.1wt％。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述黏土锂矿在进行所述沸腾氯化反应前，先进行烘干至水含量＜0.1wt％，再粉碎为＞100目的筛下粉体。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述沸腾氯化反应在沸腾炉中进行，所述氯气由所述沸腾炉底部通入，所述黏土锂矿由所述沸腾炉顶部加入；
5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，将所述气相产物先降温至250～350℃分离出fecl3，再降温至150～200℃分离出alcl3，再降温至100～150℃分离出ticl4，最后降温...
【专利技术属性】
技术研发人员：万亚锋，李云霞，冯令，李雨晴，郑力，王金涛，吕正中，
申请(专利权)人：湖北金泉新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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