一种从锂矿石中提取锂的方法与流程

本发明涉及金属提炼，具体涉及一种从锂矿石中提取锂的方法。

背景技术：

1、目前从锂矿石中提取锂的工艺主要包括硫酸法、碱溶法、石灰石法、氯化焙烧法等，其中硫酸法以锂矿石与浓硫酸为原料提取锂，然而该工艺需要使用大量的浓硫酸，存在混合物料发粘、损耗大等问题，不利于后续操作，尤其是工业化运用过程中物料倒运极其困难，也可能在回转窑生产中发生结窑，导致生产效率低，而且浸出液杂质含量高、提锂效率低、产品纯度不高。

2、因此有必要提供一种改进的从锂矿石中提取锂的方法以解决以上问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供了一种从锂矿石中提取锂的方法，该方法以锂矿石与浓硫酸为原料，通过加入抗粘结剂使得锂矿石表面的粘性降低，得到的混合物料的流动性好、不发粘，并且实现了锂元素与杂质元素的高效分离，提锂效率高。

2、具体地，本技术提供的一种从锂矿石中提取锂的方法包括以下步骤：

3、将锂矿石、浓硫酸和抗粘结剂按质量比100:(3-30):(4-40)混合得到混合物料，其中所述抗粘结剂选自硫酸盐、硝酸盐、金属氧化物和二氧化硅中的一种或多种，所述硫酸盐包括硫酸钾、硫酸钙和硫酸钠中的一种或多种，所述硝酸盐包括硝酸钾、硝酸钙和硝酸钠中的一种或多种，所述金属氧化物包括氧化铁、氧化钙和氧化镁中的一种或多种；

4、将所述混合物料在20-300℃下进行低温焙烧，再在300-1100℃下进行高温焙烧，得到熟料；

5、向所述熟料中加水浸出，过滤后得到含锂浸出液；和

6、向所述含锂浸出液中加入碳酸盐进行搅拌反应，经过滤、洗涤及干燥得到碳酸锂产品。

7、本技术中采用的锂矿石中除了含有大量锂还含有铝、铁和硅等杂质元素。在本技术的一些实施方式中，锂矿石包括锂云母石、铁锂云母和磷锂铝石中的一种或多种。特别地，在本技术的一些实施方式中，锂矿石为磷锂铝石。磷锂铝石中除了含有铝、铁和硅，还含有磷。

8、在本技术的一些实施方式中，将锂矿石、浓硫酸和抗粘结剂按质量比100:(5-30):(5-40)混合。混合物料合适的质量比有利于获得良好的粘性和流动性。

9、在本技术的一些实施方式中，浓硫酸的为质量分数为93％-98％的硫酸水溶液。

10、在本技术的一些实施方式中，抗粘结剂为硫酸盐和/或硝酸盐。在本技术的一些实施方式中，抗粘结剂为硫酸盐和/或硝酸盐与二氧化硅。

11、在本技术的一些实施方式中，该方法还包括：将锂矿石破碎以通过目数为60-200目的筛网。优选地，将锂矿石破碎以通过目数为80-200目的筛网。锂矿石具有合适的粒度有利于提高后续工序的热传递效率，加快反应速度，从而缩短反应时间。

12、根据本技术公开的方法，混合物料经过低温焙烧后再进行高温焙烧。在低温焙烧阶段，抑制了浓硫酸的挥发，锂矿石中的锂有效转化为硫酸锂、硝酸锂等可溶性锂盐。在高温焙烧阶段，浓硫酸挥发，未反应完全的锂继续进行转化，同时高温分解硫酸铝产生氧化铝和二氧化硫，生成磷酸铝等物质，以除去铝、磷等杂质元素，极大地减少了后续净化除杂过程造成的锂损失。

13、在本技术的一些实施方式中，将混合物料在120-300℃下进行低温焙烧。优选地，低温焙烧还可以在50-100℃下进行，或者180-220℃，或者250-300℃。优选地，低温焙烧可以进行20-120分钟，或者30-120分钟，或者55-85分钟。

14、在本技术的一些实施方式中，将混合物料在400-1100℃下进行高温焙烧。优选地，高温焙烧还可以在450-600℃下进行，或者600-800℃，或者950-1100℃。优选地，高温焙烧可以进行10-120分钟，或者15-100分钟，或者55-85分钟。合适的焙烧温度和焙烧时间有利于锂转化和除杂。

15、在抗粘结剂包括硫酸盐和/或硝酸盐的一些实施方式中，通过焙烧处理，硫酸盐和/或硝酸盐的阳离子取代锂矿石晶格中的锂原子，使得锂矿石中的锂转变为硫酸锂、硝酸锂。混合物料中存在硫酸盐和/或硝酸盐不仅改善混合物料的流动性，降低浓硫酸的损耗，还可进一步提高锂的浸出率。

16、在本技术的一些实施方式中，混合物料经过低温焙烧处理后被破碎以通过目数为60-200目的筛网，再进行高温焙烧。混合物料具有合适的粒度有利于提高后续工序的热传递效率，加快反应速度，从而缩短反应时间。

17、根据本技术公开的方法，向熟料中加水浸出，过滤后除去渣料，保留含锂浸出液。通过浸出处理后，熟料中的可溶性锂盐转移到浸出液中，杂质元素例如硅、铝、磷和铁随渣料去除。

18、在本技术的一些实施方式中，浸出步骤包括：向熟料与调整剂的混合物中加水浸出，其中调整剂为加入水中能产生氢氧根离子的含钙或钠的金属化合物。加入调整剂可以中和浸出液中的酸，提高溶液中的ph值，使得杂质元素例如铝、铁、磷以氢氧化铝、氢氧化铁、磷酸铝等形式沉淀出来。

19、优选地，调整剂包括以下一种或多种：钙的碳酸盐、氧化物和氢氧化物，以及钠的碳酸盐、氧化物和氢氧化物。更优选地，调整剂包括氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙、碳酸钠和氢氧化钠中的一种或多种。例如，调整剂可以为氧化钙和氢氧化钙。

20、在本技术的一些实施方式中，浸出步骤还包括：将熟料与调整剂的混合物破碎以通过目数为60-200目的筛网。混合物具有合适的粒度有利于提高浸出过程的传质效率。

21、在本技术的一些实施方式中，浸出液固比为(2-10):1ml/g，浸出时间为0.5-4小时，浸出温度为25-95℃。优选地，浸出液固比可以为(2-8):1ml/g。优选地，浸出时间可以为0.5-2.5小时。优选地，浸出温度可以为25-35℃，或者60-85℃。

22、在本技术的一些实施方式中，在加入碳酸盐进行搅拌反应之前，向含锂浸出液中加入碱液以进一步纯化含锂浸出液。含锂浸出液中可能还含有少量杂质，例如钙、镁和磷，加入碱液可以进一步除杂。

23、在本技术的一些实施方式中，加入碱液将所述含锂浸出液的ph值调节到7-14，并在25-95℃下进行纯化0.5-3小时。在碱性条件下，容易将钙、镁和磷沉淀出来，而不需要再额外加入其他试剂。将纯化时间、温度控制在合适的范围内有利于沉淀转化从而提高除杂效率。

24、优选地，碱液选自质量分数为10-30％的碳酸钠溶液或质量分数为10-40％的氢氧化钠溶液。

25、根据本技术公开的方法，向含锂浸出液中加入碳酸盐进行搅拌反应，经过滤、洗涤及干燥得到碳酸锂产品。

26、在本技术的一些实施方式中，向含锂浸出液中加入碳酸钠进行搅拌反应。

27、在本技术的一些实施方式中，得到的碳酸锂产品符合电池级碳酸锂的行业标准(yst582-2013)。

28、本技术提供了一种从锂矿石中提取锂的方法，包括将锂矿石、浓硫酸和抗粘结剂混合再分别进行低温焙烧和高温焙烧处理，得到的熟料经过浸出、提锂等处理后得到碳酸锂产品。该方法以锂矿石与浓硫酸为原料，通过加入抗粘结剂使得锂矿石表面的粘性降低，得到的混合物料的流动性好、不发粘，并且实现了锂元素与杂质元素的高效分离，提锂效率高。