一种从锂矿石中高收率提取锂的方法与流程

本发明属于矿物加工，尤其涉及一种从锂矿石中高收率提取锂的方法。

背景技术：

1、锂被誉为“工业味精”和“能源金属”，锂及其深加工产品的用途广泛，碳酸锂是最主要的锂产品之一。我国锂矿资源储量丰富，以锂云母(含铁锂云母)、锂瓷石(含锂瓷土)品种为主，锂云母原矿中li2o含量在0.1-0.8％左右，锂瓷石原矿中li2o含量在1.5-1.8％，均含有较丰富的k、na、rb、cs、f以及al2o3等。碳酸锂作为其它大部分锂产品的上游产品，其用途广泛。

2、传统的锂云母(含铁云母)矿采用湿法提锂工艺，具体为将锂云母精矿粉碎至150-200目左右，然后加入矿粉质量比的2-3倍的硫酸在125℃下进行反应，反应完毕用压滤机进行固液分离得到含锂酸化液，再将含锂酸化液加入氢氧化钙或碳酸钙使硫酸铝沉淀生成氢氧化铝和硫酸钙氟化钙的混合物，或将含锂酸化液加入硫酸钾使硫酸铝生产硫酸铝钾沉淀，通过沉淀过滤得到中性的含锂溶液，然后将中性的含锂溶液加入双氧水后，经用氢氧化钠调节ph＝11除杂得到，蒸发浓缩，加入碳酸钠沉锂得到碳酸锂；就上述传统湿法酸浸提锂工艺目前均未进行实际生产，因为存在锂回收率低、用酸量大、成本高、钙铝氟渣量大、没有合适的酸浸反应设备等问题。

3、基于上述传统工艺湿法提锂工艺主要存在以下问题：(1)酸浸反应设备问题：传统工艺矿粉与硫酸在125℃下反应，设备采用的是塘玻璃反应器，因为锂云母在酸化反应过程中会有氟产生，在125℃下会严重腐蚀糖玻璃反应设备，不能稳定生产；(2)用酸量大的问题：传统工艺中矿粉与硫酸的比例是1：2-3份，硫酸过量两倍，正常锂矿粉按1份矿粉消耗反应的酸量约为0.85份，由于过量酸太多导致中和用的氢氧化钙或碳酸钙用量大，这样会导致生成的钙铝氟渣渣量大；(3)渣量大锂损多的问题：由于需要在含锂的酸溶液中加入氢氧化钙或碳酸钙沉淀氢氧化铝，过程中酸化液中的锂与氢氧化铝会生成稳定的硫酸锂-氢氧化铝复盐化合物，该含锂复盐化合物随钙铝氟渣带走了大部份酸化液中的锂，锂损失至少40％以上；(4)采用加硫酸钾沉淀铝的问题：传统工艺采用硫酸钾沉淀硫酸铝生成硫酸铝钾过程中，不但会使成本增加，而且会夹带锂损在30％以上。

4、为此，能够提供一种成本低、回收率高从锂矿石中提取锂的方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种从锂矿石中高收率提取锂的方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种从锂矿石中高收率提取锂的方法，具体包括以下步骤：

4、(1)将锂矿石粉碎后加入酸和催化剂在70-90℃反应5-12h，反应完成后固液分离得到含锂的酸化溶液；

5、(2)将所述含锂的酸化溶液加入氟化物反应后固液分离得到含锂母液和冰晶石，在所述含锂母液加入碱液调节ph值至10-12，过滤得到含锂溶液。

6、本发明在酸性含锂溶液中加入氟化物，以其与含锂溶液中的al反应生成高附加值副产品na3alf6即冰晶石，沉淀而分离铝元素，从而减少了较传统工艺分离铝元素使用氢氧化钙生成氢氧化铝所带来的锂损，尤其是冰晶石因其在铝冶炼和其他工业领域中的重要作用，成为了一种重要的工业原料。

7、优选的，步骤(1)中所述锂矿石粉碎的目数为200-400目。

8、优选的，步骤(1)中锂矿石包括锂云母和锂瓷石，其氧化锂含量为0.6-3.5％。

9、优选的，步骤(1)中所述锂矿石、所述酸和所述催化剂的质量比为1:1:0.05-0.5。

10、优选的，步骤(1)中所述酸包括硫酸、盐酸和硝酸中的至少一种，所述酸的浓度为15-20％，优选15％。

11、优选的，步骤(1)中所述催化剂包括草酸、草酸钠和草酸钾中的至少一种。

12、优选的，所述催化剂的质量浓度为10-15％，优选15％。

13、优选的，步骤(1)中反应完成后在70-120℃条件下浸出1h。

14、优选的，步骤(2)中所述含锂溶液浓缩后沉锂，再进行过滤、洗涤和干燥后即得到碳酸锂。

15、优选的，所述浓缩为浓缩至氧化锂30g/l，所述沉锂采用碳酸钠。

16、优选的，步骤(2)中所述氟化物为氟化钠或者氟化钾，加入氟化物使锂与铝离子分离，反应条件为：在75-85℃下反应3h。

17、优选的，步骤(2)中所述碱液采用氢氧化钠或碳酸钠溶液。

18、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

19、本发明克服了传统酸法锂矿提锂工艺反应温度高、能耗高、锂综合收率低的问题，避免传统酸法反应过程中hf对环境设备的影响，提高了锂的综合收率，通过优化各个步骤和条件，采用本发明方法可以使锂的综合收率超过90％，高于传统工艺，优势如下：

20、(1)降低能耗，本发明将反应温度控制在70-90℃之间，低于传统工艺的125℃，从而降低了能耗消耗；

21、(2)减少对环境设备的影响，避免了传统工艺中酸浸反应过程使用的高温会对设备产生腐蚀的问题，也避免了hf对设备的影响；

22、(3)生成高附加值副产品冰晶石，通过在含锂溶液中加入氟化物，生成冰晶石，这是一种在铝冶炼等领域有重要应用价值的工业原料，能够将铝元素分离出来，从而减少锂在后续处理中的损失；

23、(4)成本低，通过优化各个参数,如酸的用量、反应温度等，降低了生产成本；

24、(5)回收率高，各个步骤都能有效回收锂元素，将锂的回收率控制在90％以上。

技术特征：

1.一种从锂矿石中高收率提取锂的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种从锂矿石中高收率提取锂的方法，其特征在于，步骤(1)中所述锂矿石粉碎的目数为200-400目。

3.根据权利要求1所述的一种从锂矿石中高收率提取锂的方法，其特征在于，步骤(1)中所述锂矿石包括锂云母和锂瓷石，其氧化锂含量为0.6-3.0％。

4.根据权利要求1所述的一种从锂矿石中高收率提取锂的方法，其特征在于，步骤(1)中所述锂矿石、所述酸和所述催化剂的质量比为1:1:0.05-0.5。

5.根据权利要求1所述的一种从锂矿石中高收率提取锂的方法，其特征在于，步骤(1)中所述酸包括硫酸、盐酸和硝酸中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种从锂矿石中高收率提取锂的方法，其特征在于，步骤(1)中所述催化剂包括草酸、草酸钠和草酸钾中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的一种从锂矿石中高收率提取锂的方法，其特征在于，步骤(2)中所述含锂溶液浓缩后沉锂，再进行过滤、洗涤和干燥后即得到碳酸锂。

8.根据权利要求7所述的一种从锂矿石中高收率提取锂的方法，其特征在于，所述浓缩为浓缩至氧化锂30g/l，所述沉锂采用碳酸钠。

9.根据权利要求1所述的一种从锂矿石中高收率提取锂的方法，其特征在于，步骤(2)中所述氟化物为氟化钠或者氟化钾，反应条件为：在75-85℃下反应3h。

10.根据权利要求1所述的一种从锂矿石中高收率提取锂的方法，其特征在于，步骤(2)中所述碱液采用氢氧化钠或碳酸钠溶液。

技术总结本发明公开了一种从锂矿石中高收率提取锂的方法，属于矿物加工技术领域，具体包括以下步骤：(1)将锂矿石粉碎后加入酸和催化剂在70‑90℃反应6‑12h，反应完成后固液分离得到含锂的酸化溶液；(2)将所述含锂的酸化溶液加入氟化物反应后固液分离得到含锂母液和冰晶石，在所述含锂母液加入碱液调节pH值至10‑12，过滤得到含锂溶液；(3)将所述含锂溶液浓缩后沉锂，再进行过滤、洗涤和干燥后即得到碳酸锂。本发明克服了传统酸法锂矿提锂工艺反应温度高、能耗高、锂综合收率低的问题，避免传统酸法反应过程中HF对环境设备的影响，锂综合收大于90％。技术研发人员：葛亮明,贺启波,葛超,刘志松,范汉义,彭桂永,江伟,吴财波,刘翔,陈琪,郭伟,袁浩,李辉受保护的技术使用者：江西金钻矿业科技发展有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13