專利名稱：堿溶法處理鋰云母提鋰的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種堿溶法處理鋰云母提鋰的方法，尤其是一種堿溶法處理鋰云母提鋰的方法。
背景技術(shù)：
縱觀國內(nèi)外以鋰云母為原料生產(chǎn)鋰鹽的方法約有十幾種，但是這些方法基本都是把富集礦石和各種堿，鹽或它們的混合物一起熔融或燒結(jié)，然后用不同的方法進一步處理燒結(jié)物，制取鋰鹽。總結(jié)起來，大致有以下幾種
1)硫酸鉀法按一定比例，將鋰云母和硫酸鉀在高溫下一起燒結(jié)，這時礦物中的鋰就被鉀所置換，反應(yīng)結(jié)果使鋰轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苡谒牧蛩徜?。原礦物的鋁，硅等成分分別與鉀、鈉生成新的硅酸鹽礦物。為了使反應(yīng)徹底進行，溫度不低于1000°c，通常在1100°C進行燒結(jié)， 然后經(jīng)過球磨、浸出、凈化、蒸發(fā)，沉淀制得碳酸鋰。該方法存在硫酸鉀耗量過大，成本較高， 能耗較大的問題。2)氯化物法氯化物法就是將鋰輝石與碳酸鈣和氯化銨的混合物一起燒結(jié)。燒結(jié)分兩個階段，起初在250°C下進行然后提高到750°C。這時礦物發(fā)生分解，并生成氯化鋰，水浸取后的溶液可以用碳酸銨(和碳酸氫銨)將鋰和鈣從溶液中沉淀出來。所得的碳酸鹽再用石灰處理。此反應(yīng)腐蝕性較強，要回收氨。3)石灰石法鋰云母為原料的焙燒是以一份鋰云母與二份石灰石混合鍛燒，形成混合物后經(jīng)磨粉，入水浸出氫氧化鋰，其鍛燒溫度在800°C -900°C之間。但是石灰石燒結(jié)法因物料流通量大、能耗高、鋰回收率低、產(chǎn)品成本高，難以擴大生產(chǎn)規(guī)模。4)鋰云母精礦混合堿壓煮法制取碳酸鋰(江西贛鋒鋰業(yè)有限公司，申請?zhí)?專利號200810127821)。該生產(chǎn)工藝經(jīng)高溫焙燒脫氟、磨細、壓滲交換、除雜、濃縮、冷凍析鈉、 碳化沉鋰、離心分離、逆洗干燥等得到產(chǎn)品碳酸鋰。該方法具有鋰收率較高、余渣可利用、鈉鹽可循環(huán)等優(yōu)點，但總體上還存在能耗較高，高溫焙燒脫氟設(shè)備腐蝕大，余渣綜合利用效益低。5)江西浩海鋰能科技有限公司采用江西宜春鋰云母礦石為原料，經(jīng)特殊碾磨活化后，在常壓下用50%左右的硫酸(100 130°C)進行浸出反應(yīng)，后經(jīng)析礬、沉鋰反應(yīng)，實現(xiàn)沉淀分離后提取碳酸鋰。該方法主要存在酸浸溫度易腐蝕設(shè)備，余渣綜合利用效益低?？紤]傳統(tǒng)和上述提取鋰鹽的生產(chǎn)工藝，其生產(chǎn)設(shè)備極易腐蝕，(需焙燒)能耗大，生產(chǎn)過程污染大；根據(jù)目前原料和產(chǎn)品的價格計算，用鋰云母生產(chǎn)鋰鹽的成本遠大于鹵水和鋰輝石生產(chǎn)鋰鹽的成本，并且是虧本的。只有采用其他方法，并考慮綜合利用，才能使鋰云母為原料生產(chǎn)鋰鹽工藝得以實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種堿溶法處理鋰云母提鋰的方法，以鋰云母粉與強堿溶液為原料，在一定溫度與壓力的情況下，達到鋰云母粉的完全溶解，并利用離子交換的方法奪取反應(yīng)物中的陽離子，達到高效提鋰的目的。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種堿溶法處理鋰云母提鋰的方法，鋰云母與強堿在液體環(huán)境下反應(yīng)，使鋰云母中的鋰、鈉、鉀、銣、銫進入溶液中，鋰云母粉通過堿溶后，稀釋，再經(jīng)過離子交換，奪取體系中的陽離子。堿溶法處理鋰云母提鋰的方法，其步驟①將粉碎到100目以上的鋰云母粉、 25% 50% (wt%)的強堿溶液按重量比鋰云母粉強堿溶液=1 :3 8的比例投入到反應(yīng)器中，開動攪拌，在100 250°C、6 10個大氣壓的情況下反應(yīng)2 8個小時，冷卻，過濾；② 反應(yīng)液用水稀釋到重量比1 15% ，用陽離子交換樹脂對稀釋后的物料進行離子交換， 獲得體系中的陽離子，包括鈉離子、鉀離子、鋰離子、銫離子以及銣離子；余下的鋁硅溶膠通過陰離子交換樹脂，再加入少量氫氧化鈉做穩(wěn)定劑，調(diào)節(jié)PH=S 10，結(jié)晶、濃縮，得到鋁硅溶膠成品直接銷售；③吸附了陽離子的離子交換樹脂首先用水清洗，再用洲 10%的稀酸淋洗，最后用純水淋洗到洗出液呈中性；④洗出液先濃縮到Li+濃度為20 50g/L，然后與 40% 70% (wt%)的碳酸鈉在80°C 100°C溫度下反應(yīng)40 100分鐘，得到碳酸鋰沉淀，過濾，洗滌，烘干，制得符合標準的工業(yè)級碳酸鋰。強堿包括氫氧化鈉、氫氧化鉀。進行離子交換的陽離子交換樹脂包括強酸性陽離子交換樹脂和弱酸性陽離子交換樹脂；進行離子交換的陰離子交換樹脂包括強堿性陰離子交換樹脂和弱堿性陰離子交換樹脂。淋洗吸附了陽離子的離子交換樹脂的稀酸包括硫酸、 鹽酸、硝酸、磷酸、草酸。鋰云母粉堿溶后的溶液經(jīng)過離子交換，得到鋁硅溶膠。本發(fā)明的優(yōu)點在于本方法可以讓鋰云母中的鋰100%進入溶液中，鋰云母反應(yīng)濾渣返回堿溶工序，實現(xiàn)完全堿溶。由于其中的鈉離子、鉀離子、鋰離子、銫離子以及銣離子是通過離子交換獲得，體系中去除了硅、鋁、氟等元素的干擾，使得其中的鋰離子、銫離子、銣離子更容易被提取。本方法因為是在堿性液體環(huán)境下反應(yīng)，鋰云母中的氟不會生成強腐蝕的氫氟酸腐蝕設(shè)備。本方法的副產(chǎn)品是有著廣泛用途的鋁硅溶膠，通過鋁硅溶膠的直接銷售可以大大降低提鋰反應(yīng)的成本。


圖1為本發(fā)明堿溶法處理鋰云母提鋰的方法工藝流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。本發(fā)明實施例選用的鋰云母采自江西宜春鋰云母礦，其主要化學(xué)成分如下表 (wt%)
表1宜春鋰云母成分檢測數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種堿溶法處理鋰云母提鋰的方法，其特征在于鋰云母與強堿在液體環(huán)境下反應(yīng)，使鋰云母中的鋰、鈉、鉀、銣、銫進入溶液中，鋰云母粉通過堿溶后，稀釋，再經(jīng)過離子交換，奪取體系中的陽離子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述堿溶法處理鋰云母提鋰的方法，其步驟①將粉碎到100目以上的鋰云母粉、25% 50%(wt%)的強堿溶液按重量比鋰云母粉 強堿溶液=1 :3 8的比例投入到反應(yīng)器中，開動攪拌，在100 250°C、6 10個大氣壓的情況下反應(yīng)2 8個小時，冷卻，過濾；②反應(yīng)液用水稀釋到重量比1 15%，用陽離子交換樹脂對稀釋后的物料進行離子交換，獲得體系中的陽離子，包括鈉離子、鉀離子、鋰離子、銫離子以及銣離子；余下的鋁硅溶膠通過陰離子交換樹脂，再加入少量氫氧化鈉做穩(wěn)定劑，調(diào)節(jié)PH=S 10，結(jié)晶、濃縮，得到鋁硅溶膠成品直接銷售；③吸附了陽離子的離子交換樹脂首先用水清洗，再用洲 10%的稀酸淋洗，最后用純水淋洗到洗出液呈中性；④洗出液先濃縮到Li+濃度為20 50g/L，然后與40% 70%(wt%)的碳酸鈉在80°C 100°C溫度下反應(yīng)40 100分鐘，得到碳酸鋰沉淀，過濾，洗滌，烘干，制得符合標準的工業(yè)級碳酸鋰。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述堿溶法處理鋰云母提鋰的方法，其特征在于強堿包括氫氧化鈉、氫氧化鉀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述堿溶法處理鋰云母提鋰的方法，其特征在于進行離子交換的陽離子交換樹脂包括強酸性陽離子交換樹脂和弱酸性陽離子交換樹脂；進行離子交換的陰離子交換樹脂包括強堿性陰離子交換樹脂和弱堿性陰離子交換樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述堿溶法處理鋰云母提鋰的方法，其特征在于淋洗吸附了陽離子的離子交換樹脂的稀酸包括硫酸、鹽酸、硝酸、磷酸、草酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述堿溶法處理鋰云母提鋰的方法，其特征在于鋰云母粉堿溶后的溶液經(jīng)過離子交換，得到鋁硅溶膠。
全文摘要
本發(fā)明公開一種堿溶法處理鋰云母提鋰的方法，鋰云母與強堿在液體環(huán)境下反應(yīng)，使鋰云母中的鋰、鈉、鉀、銣、銫進入溶液中，鋰云母粉通過堿溶后，稀釋，再經(jīng)過離子交換，奪取體系中的陽離子。本方法可以讓鋰云母中的鋰100%進入溶液中，鋰云母反應(yīng)濾渣返回堿溶工序，實現(xiàn)完全堿溶。由于其中的鈉離子、鉀離子、鋰離子、銫離子以及銣離子是通過離子交換獲得，體系中去除了硅、鋁、氟等元素的干擾，使得其中的鋰離子、銫離子、銣離子更容易被提取。本方法因為是在堿性液體環(huán)境下反應(yīng)，鋰云母中的氟不會生成強腐蝕的氫氟酸腐蝕設(shè)備。本方法的副產(chǎn)品是有著廣泛用途的鋁硅溶膠，通過鋁硅溶膠的直接銷售可以大大降低提鋰反應(yīng)的成本。
文檔編號C22B3/12GK102337399SQ20111037003
公開日2012年2月1日 申請日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者劉昕昕, 季清榮, 王丁, 程斌 申請人:江西省科學(xué)院應(yīng)用化學(xué)研究所