【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于资源综合利用，具体涉及一种通过焙烧-水浸工艺，从含锂和钾的黏土锂矿中同时提取锂和钾的方法。
技术介绍
1、随着电动汽车和新能源储能技术的蓬勃发展，其对锂离子电池的需求大幅增长，直接导致了锂原料的消费快速增长。因此，有必要开发从各种锂资源中提取锂的高效工艺，以满足快速增长的市场需求。目前，我国锂资源主要有三类：盐湖卤水、硬岩锂矿和非常规含锂矿石，其中高品位的盐湖卤水和硬岩锂矿作为常规锂资源，是目前锂化合物生产的主要来源。然而，由于资源储量有限，储量消耗快等原因，可以预见这些常规锂资源将难以满足目前波动剧烈的市场需求。
2、黏土锂矿通常是铝土矿、煤矿等沉积矿床中的伴生矿物，其储量大，分布广泛，是一种典型的非常规锂资源。近年来，我国发现了大量的含锂粘土岩矿床，引起了人们的广泛关注，并对这类资源进行了大量的开发利用。人们尝试了不同的技术方法，包括直接浸出、焙烧酸浸出、添加剂焙烧水浸出和焙烧离子交换浸出等，从这些含锂粘土岩资源中提取锂。然而，由于含锂粘土岩中锂含量低且成分复杂，采用这些方法所得浸出液中通常含有大量的杂质离子，如al3+、mg2+等，使后续浸出液净化的难度大，净化时产生的al(oh)3及mg(oh)2对锂离子有较强的吸附性，严重影响锂的回收率。此外，目前报道的处理技术主要针对的是无独立锂矿相的黏土锂矿，这类黏土锂矿中的锂主要被吸附在蒙脱石、高岭石等的矿物结构层之间，因此在进行锂提取时很难兼顾回收钾等其他有价金属。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提
2、本专利技术一种从黏土锂矿中同时提取锂和钾的方法，其特征包含以下步骤：
3、步骤一
4、将黏土锂矿进行破碎球磨，得到黏土锂矿粉，将黏土锂矿粉与一定的氯化剂充分研磨混合均匀，得到均匀混料；黏土锂矿为含锂和钾的独立矿相，所述独立矿相包括锂绿泥石、伊利石；所述氯化剂由a和b组成，其中a选自氢氧化钙、碳酸钙、草酸钙、氧化钙中的至少一种，b选自氯化锰、氯化铵中的至少一种，按质量比计，b/a大于等于0.8、优选为大于等于1、进一步优选为1~2.5；
5、步骤二
6、将步骤一所得均匀混料进行焙烧，控制适当的焙烧温度和时间，待完全冷却后，得到焙烧熟料；
7、步骤三
8、将步骤二所得焙烧熟料用去离子水搅拌浸出，控制适当的浸出液固比、浸出温度和浸出时间，待反应完全并冷却后过滤，用清水洗涤滤饼，将洗涤所得溶液与滤液混合，得到富锂、钾浸出液。
9、本专利技术一种从黏土锂矿中同时提取锂和钾的方法，所述黏土锂矿中的锂和钾均以独立相的形式存在，而不是以吸附于其他黏土矿层状结构中的离子形式存在。
10、本专利技术一种从黏土锂矿中同时提取锂和钾的方法，所述黏土锂矿中的锂存在于锂绿泥石相中，钾存在于伊利石相中。
11、作为优选，本专利技术一种从黏土锂矿中同时提取锂和钾的方法，步骤一中，所述氯化剂为氢氧化钙与氯化锰的混合物，或；所述氯化剂为氢氧化钙与氯化铵的混合物，或；所述氯化剂为碳酸钙与氯化铵的混合物，或；所述氯化剂为草酸钙与氯化铵的混合物，或；所述氯化剂为氯化铵与氧化钙的混合物中的一种以上。
12、作为进一步的优选，氯化剂由氧化钙与氯化铵按质量比为1:1.7~2.5组成；或氯化剂由氢氧化钙与氯化锰按质量比1:1.7~2.5组成。
13、本专利技术一种从黏土锂矿中同时提取锂和钾的方法，步骤一中，黏土锂矿粉的粒度为-100~-300目，优选为-100~-200目。
14、本专利技术根据权利要求1所述的一种从黏土锂矿中同时提取锂和钾的方法，步骤一中，氯化剂与黏土锂矿的质量比为0.6~3：1，优选为0.8~2:1。
15、本专利技术一种从黏土锂矿中同时提取锂和钾的方法，步骤二中，焙烧的温度为500~1000 ℃，优选为750~850℃。
16、本专利技术一种从黏土锂矿中同时提取锂和钾的方法，步骤二中，焙烧的时间为0.5~2.5 h，优选为1~2小时。
17、本专利技术一种从黏土锂矿中同时提取锂和钾的方法，步骤三中，水浸的温度为25~90℃，优选为60~90 ℃，浸出时间为0.5~4 h，优选为0.5~2小时，固液比为1：0.5~8，优选为1:2~3，将浸出渣进行洗涤，洗涤固液比为1:3~5。
18、作为最优方案之一，本专利技术一种从黏土锂矿中同时提取锂和钾的方法，以氢氧化钙与氯化锰的混合物作为氯化剂，其中氢氧化钙与氯化锰的质量比为1：1.9~2.1，氯化剂：矿质量比1.7~1.9：1，将所得混合料在790~810 ℃进行焙烧，焙烧时间为80~100min，浸出固液比为1：2.5~3.5，浸出温度为85~90℃，浸出时间为50~70min，洗涤固液比1：4~5，收集混合所得的洗液和浸出滤液。
19、本专利技术一种从黏土锂矿中同时提取锂和钾的方法，采用该方法使黏土锂矿中锂和钾的提取率可分别达80%和70%以上、优化后锂和钾的提取率可分别达85%、74%及以上。
20、原理和优势
21、本专利技术以理论热力学计算为指导，采用特定氯化剂与黏土锂矿粉充分研磨混合后高温焙烧，在焙烧过程中，黏土锂矿中的含锂矿相锂绿泥石[lial4(si3al)o10(oh)8]和含钾矿相伊利石[kal2(si3al)o10(oh)2]同时与氯化剂发生反应，使其中的锂和钾转化为可溶于水的氯化锂、氯化钾，而铝、镁、硅等则转化为mgal2si2o8、caal2si2o8、al2sio5、ca3al2si3o12、al6si2o13等难溶于水的复杂硅酸盐相，最后通过水浸出，实现锂、钾与杂质元素镁、铝、硅的高效分离，从而达到同时从含锂绿泥石和伊利石独立相的黏土锂矿中高效提取锂、钾的目的。
22、与现有的技术相比，本专利技术的技术思路和工艺原理具有显著的特点和技术优势，具体表现在：
23、（1）本专利技术结合黏土锂矿中的锂绿泥石和伊利石独立相的热力学特性，选择特定氯化剂与其进行焙烧反应后水浸，即可达到了同时提取矿中锂和钾的目的，既高了矿产资源的综合利用率，又避免了采用酸浸或酸化焙烧等过程造成的环境影响；
24、本专利技术在锂、钾的提取过程中，因矿中铝、镁等在焙烧时转化为mgal2si2o8、caal2si2o8、al2sio5、ca3al2si3o12、al6si2o13等难溶于水的复杂硅酸盐相，不会进入浸出液，减轻了后续的浸出液净化工艺负担，且有利于提高锂的综合回收率；
25、本专利技术对焙烧矿进行水浸后，所得浸出液中除锂和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种从黏土锂矿中同时提取锂和钾的方法，其特征包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种从黏土锂矿中同时提取锂和钾的方法，其特征在于：所述氯化剂为氢氧化钙与氯化锰的混合物，或；所述氯化剂为氢氧化钙与氯化铵的混合物，或；所述氯化剂为碳酸钙与氯化铵的混合物，或；所述氯化剂为草酸钙与氯化铵的混合物，或；所述氯化剂为氯化铵与氧化钙的混合物中的一种以上。
3.根据权利要求1所述一种从黏土锂矿中同时提取锂和钾的方法，其特征在于：氯化剂由氧化钙与氯化铵按质量比为1:1.7~2.5组成；或氯化剂由氢氧化钙与氯化锰按质量比1:1.7~2.5组成。
4.根据权利要求1所述的一种从黏土锂矿中同时提取锂和钾的方法，其特征在于：步骤一中黏土锂矿粉的粒度为-100~-300目。
5.根据权利要求1所述的一种从黏土锂矿中同时提取锂和钾的方法，其特征在于：步骤一所述氯化剂与黏土锂矿的质量比为0.6~3：1。
6.根据权利要求1所述的一种从黏土锂矿中同时提取锂和钾的方法，其特征在于：步骤二中焙烧的温度为500~1000 ℃。
7.根据权利要
8.根据权利要求1所述的一种从黏土锂矿中同时提取锂和钾的方法，其特征在于：步骤三中水浸的温度为25~90 ℃，时间为0.5~4 h，固液比为1：0.5~8。
9.根据权利要求1所述的一种从黏土锂矿中同时提取锂和钾的方法，其特征在于：采用该方法使黏土锂矿中锂和钾的提取率可分别达到80%和70%以上。
...【技术特征摘要】
1.一种从黏土锂矿中同时提取锂和钾的方法，其特征包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种从黏土锂矿中同时提取锂和钾的方法，其特征在于：所述氯化剂为氢氧化钙与氯化锰的混合物，或；所述氯化剂为氢氧化钙与氯化铵的混合物，或；所述氯化剂为碳酸钙与氯化铵的混合物，或；所述氯化剂为草酸钙与氯化铵的混合物，或；所述氯化剂为氯化铵与氧化钙的混合物中的一种以上。
3.根据权利要求1所述一种从黏土锂矿中同时提取锂和钾的方法，其特征在于：氯化剂由氧化钙与氯化铵按质量比为1:1.7~2.5组成；或氯化剂由氢氧化钙与氯化锰按质量比1:1.7~2.5组成。
4.根据权利要求1所述的一种从黏土锂矿中同时提取锂和钾的方法，其特征在于：步骤一中黏土锂矿粉的粒度为-100~-300目。
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈亚，平鹏辉，谷禧龙，范佳庆，石西昌，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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