鋰礦石中碳酸鋰的提取方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鋰礦石中碳酸鋰的提取方法，包括如下步驟：將鋰礦石和去離子水混合，浸出后過濾、洗滌，保留濾渣，得到浸出后的鋰礦石。將其和去離子水混合，通入二氧化碳氣體并維持反應(yīng)，反應(yīng)完全后過濾并保留濾液，得到含有碳酸氫鋰的溶液。將其與第一選擇性樹脂混合，反應(yīng)完全后除去雜質(zhì)硼，得到除硼后的碳酸氫鋰溶液。將其與第二選擇性樹脂混合，反應(yīng)完全后除去雜質(zhì)鈣和鎂，得到除去鈣鎂后的碳酸氫鋰溶液。對除去鈣鎂后的碳酸氫鋰溶液進行加熱至沸騰，反應(yīng)完全后析出沉淀，對沉淀進行洗滌并干燥，得到高純碳酸鋰。與利用傳統(tǒng)的制備高純碳酸鋰的方法相比，本發(fā)明的鋰礦石中碳酸鋰的提取方法工藝簡單，制得的碳酸鋰中雜質(zhì)含量較低。
【專利說明】鋰礦石中碳酸鋰的提取方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無機材料的分離與提純領(lǐng)域，特別是涉及一種鋰礦石中碳酸鋰的提取 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 我國鋰資源儲量豐富，已探明的鋰資源總儲量居世界第二位，僅次于玻利維亞。其 中鹵水鋰資源儲量更是極為豐富，占全國鋰資源儲量的79%。隨著我國鹵水提鋰技術(shù)的逐 漸成熟，開發(fā)成本降低，基礎(chǔ)鋰產(chǎn)品價格大幅度下降，故要開發(fā)高端鋰產(chǎn)品提高附加值，保 證鹽湖鋰產(chǎn)品系列化開發(fā)與鋰產(chǎn)業(yè)鏈的延伸。此外，基礎(chǔ)鋰產(chǎn)品的國際市場供求已趨于飽 和，而國內(nèi)外對高純鋰產(chǎn)品的需求量日益增長。因此開發(fā)高純鋰產(chǎn)品已勢在必行。
[0003] 目前，傳統(tǒng)的制備高純碳酸鋰的方法主要有電解法、碳酸鋰重結(jié)晶法、碳酸氫化分 解法、碳酸氫化沉淀法和碳酸鈉化學(xué)沉淀法等。然而，利用傳統(tǒng)的制備高純碳酸鋰的方法得 到的碳酸鋰的雜質(zhì)含量較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，有必要針對利用傳統(tǒng)的制備高純碳酸鋰的方法得到的碳酸鋰的雜質(zhì)含量 較高的問題，提供一種雜質(zhì)含量較低的鋰礦石中碳酸鋰的提取方法。
[0005] -種鋰礦石中碳酸鋰的提取方法，包括如下步驟：
[0006] 將鋰礦石和去離子水混合，浸出后過濾、洗滌，保留濾渣，得到浸出后的鋰礦石；
[0007] 將所述浸出后的鋰礦石和去離子水混合，通入二氧化碳氣體并維持反應(yīng)，反應(yīng)完 全后過濾并保留濾液，得到含有碳酸氫鋰的溶液；
[0008] 將所述含有碳酸氫鋰的溶液與第一選擇性樹脂混合，反應(yīng)完全后除去雜質(zhì)硼，得 到除硼后的碳酸氫鋰溶液；
[0009] 將所述除硼后的碳酸氫鋰溶液與第二選擇性樹脂混合，反應(yīng)完全后除去雜質(zhì)鈣和 鎂，得到除去鈣鎂后的碳酸氫鋰溶液；
[0010] 對所述除去鈣鎂后的碳酸氫鋰溶液進行加熱至沸騰，反應(yīng)完全后析出沉淀，對所 述沉淀進行洗滌并干燥，得到高純碳酸鋰。
[0011] 在其中一個實施例中，所述鋰礦石為鹽湖鋰精礦。
[0012] 在其中一個實施例中，將鋰礦石和去離子水混合浸出的操作為：將鋰礦石和去離 子水混合并加熱至70°c?95°C，在攪拌、冷凝條件下浸出；
[0013] 所述鋰礦石與所述去離子水的質(zhì)量比為1:1?1:2。
[0014] 在其中一個實施例中，將所述浸出后的鋰礦石和去離子水混合的操作中：所述浸 出后的鋰礦石與所述去尚子水的質(zhì)量比為1:15?1:30。
[0015] 在其中一個實施例中，將所述浸出后的鋰礦石和去離子水混合并通入二氧化碳氣 體維持反應(yīng)的條件為：所述二氧化碳氣體的流量為40?100L/h，維持反應(yīng)溫度為5°C? 25°C，維持反應(yīng)時間為40min?80min。
[0016] 在其中一個實施例中，所述第一選擇性樹脂為D403、D564或XSC-700。
[0017] 在其中一個實施例中，所述第二選擇性樹脂為D401、D418、D412、D751、717或732。
[0018] 在其中一個實施例中，對所述除去鈣鎂后的碳酸氫鋰溶液進行加熱至沸騰的操作 條件為：維持反應(yīng)時間為30min?60min。
[0019] 在其中一個實施例中，對所述沉淀進行洗滌的操作為：采用溫度為60°C?90°C的 洗滌劑對所述沉淀進行洗滌。
[0020] 在其中一個實施例中，所述洗滌劑為去離子水或飽和碳酸鋰溶液。
[0021] 上述鋰礦石中碳酸鋰的提取方法為先將鋰礦石和去離子水混合，浸出后過濾、洗 滌，保留濾渣，隨后將所得濾渣與去離子水混合，通入二氧化碳反應(yīng)，過濾保留濾液。所得濾 液分別與第一選擇性樹脂、第二選擇性樹脂混合，反應(yīng)完全后除去雜質(zhì)硼、鈣、鎂，之后加熱 析出沉淀，對所得沉淀進行洗滌并干燥，得到碳酸鋰。與利用傳統(tǒng)的制備高純碳酸鋰的方法 相比，本發(fā)明的鋰礦石中碳酸鋰的提取方法工藝簡單，制得的碳酸鋰中雜質(zhì)含量較低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1為一實施方式的鋰礦石中碳酸鋰的提取方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0023] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明 的【具體實施方式】做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā) 明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不 違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似改進，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0024] 除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的【技術(shù)領(lǐng)域】的 技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具 體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語"及/或"包括一個或多個 相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
[0025] 如圖1所示的一實施方式的鋰礦石中碳酸鋰的提取方法，包括如下步驟：
[0026] SlO :將鋰礦石和去離子水混合，浸出后過濾、洗滌，保留濾渣，得到浸出后的鋰礦 〇
[0027] 鋰礦石的主要成分為碳酸鋰，碳酸鋰的質(zhì)量分數(shù)為60%?95%。優(yōu)選為鹽湖鋰精 礦。
[0028] 將鋰礦石和去離子水混合浸出的操作為：將鋰礦石和去離子水混合并加熱至 70°C?95°C，在攪拌、冷凝條件下浸出。
[0029] 鋰礦石和去離子水的質(zhì)量比為1:1?1:2。
[0030] 由于鋰礦石中鋰以碳酸鋰的形式存在，在去離子水中的溶解度較小。而雜質(zhì)鉀和 納等均為水溶性，因此，浸出、洗滌后可以將鉀和鈉等雜質(zhì)溶解在濾液中。步驟SlO實現(xiàn)了 鋰礦石中的鋰與鉀、納等水溶性雜質(zhì)的有效分離。
[0031] S20 :將步驟SlO中的浸出后的鋰礦石和去離子水混合，通入二氧化碳氣體并維持 反應(yīng)，反應(yīng)完全后過濾并保留濾液，得到含有碳酸氫鋰的溶液。
[0032] 浸出后的鋰礦石和去離子水的質(zhì)量比為1:15?1:30。
[0033] 將浸出后的鋰礦石和去離子水混合并通入二氧化碳氣體維持反應(yīng)的條件為：二氧 化碳氣體的流量為40?100L/h，維持反應(yīng)溫度為5°C?25°C，維持反應(yīng)時間為45min? 80min。浸出后的鋰礦石中的碳酸鋰可以與二氧化碳氣體進行反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為碳酸氫鋰。碳酸 氫鋰可以溶解在去離子水中。即溶解在反應(yīng)完全并過濾后濾液中。得到的含有碳酸氫鋰的 溶液中的主要成分為碳酸氫鋰。
[0034] 步驟S20中浸出后的鋰礦石和去離子水混合進行反應(yīng)的裝置為碳化柱。
[0035] 步驟S20實現(xiàn)了鋰礦石中的鋰與鈣、鎂等不溶于水的雜質(zhì)的有效分離。
[0036] S30 :將步驟S20中的含有碳酸氫鋰的溶液與第一選擇性樹脂混合，反應(yīng)完全后除 去雜質(zhì)硼，得到除硼后的碳酸氫鋰溶液。
[0037] 第一選擇性樹脂為D403、D564或XSC-700。
[0038] 含有碳酸氫鋰的溶液與第一選擇性樹脂在離子交換裝置中進行反應(yīng)，反應(yīng)完全后 除去雜質(zhì)硼。
[0039] S40 :將步驟S30中的除硼后的碳酸氫鋰溶液與第二選擇性樹脂混合，反應(yīng)完全后 除去雜質(zhì)鈣和鎂，得到除去鈣鎂后的碳酸氫鋰溶液。
[0040] 第二選擇性樹脂為 D401、D418、D412、D751、717 或 732。
[0041] 除硼后的碳酸氫鋰溶液與第二選擇性樹脂在離子交換裝置中進行反應(yīng)，除去雜質(zhì) 鈣、鎂等，實現(xiàn)了鋰精礦中的鋰與鈣、鎂等雜質(zhì)的深度分離，得到除去鈣鎂后的碳酸氫鋰溶 液。
[0042] S50 :對步驟S40中的除去鈣鎂后的碳酸氫鋰溶液進行加熱至沸騰，反應(yīng)完全后析 出沉淀，對沉淀進行洗滌并干燥，得到碳酸鋰。
[0043] 加熱的操作為：將步驟S40中的除去I丐鎂后的碳酸氫鋰溶液置于三口瓶中，在攪 拌、冷凝的條件下加熱至沸騰進行反應(yīng)。加熱的反應(yīng)時間為30min?60min。
[0044] 對沉淀進行洗滌的操作為：采用溫度為60°C?90°C的洗滌劑對沉淀進行洗滌。
[0045] 洗滌劑為去離子水或飽和碳酸鋰溶液。洗滌后干燥得到高純碳酸鋰。
[0046] 上述鋰礦石中碳酸鋰的提取方法為先將鋰礦石和去離子水混合，浸出后過濾、洗 滌，保留濾渣，隨后將所得濾渣與去離子水混合，通入二氧化碳反應(yīng)，過濾保留濾液。所得濾 液分別與第一選擇性樹脂、第二選擇性樹脂混合，反應(yīng)完全后除去雜質(zhì)硼、鈣、鎂，之后加熱 析出沉淀，對所得沉淀進行洗滌并干燥，得到碳酸鋰。與利用傳統(tǒng)的制備高純碳酸鋰的方法 相比，本發(fā)明的鋰礦石中碳酸鋰的提取方法工藝簡單，制得的碳酸鋰中雜質(zhì)含量較低。
[0047] 下面為【具體實施方式】：
[0048] 實施例1
[0049] 本實施例中的鋰礦石以鹽湖鋰精礦為例，鹽湖鋰精礦中的組成成分的質(zhì)量分數(shù)如 下：
[0050] Li2CO3 77.65%； Ca 0. 73% ； Mg 0.03% ； Na 5. 16% ；
[0051] K 1. 20% ； B2O3 0.02% ； Cl 8.04% ； SO廣 0.43%。
[0052] 鹽湖鋰精礦中碳酸鋰的提取方法如下：
[0053] 將鹽湖鋰精礦和去離子水按質(zhì)量比為1:1混合成料漿，在加熱溫度90°C、攪拌速 度220轉(zhuǎn)/min、冷凝條件下浸出，浸出后過濾，保留濾渣，并用熱去離子水將濾渣洗滌三次， 得到浸出后的鋰精礦。經(jīng)過上述處理后，大約有7. 00%的鋰離子損失在濾液中。鉀離子和 鈉離子的洗脫率分別為95. 71 %和98. 65%。
[0054] 將上述浸出后的鋰精礦和去離子水按質(zhì)量比為1:25混合，通入二氧化碳氣體并 維持反應(yīng)。其中，二氧化碳氣體的流量為50L/h，反應(yīng)溫度為10°C，反應(yīng)時間為70min。反應(yīng) 完全后過濾并保留濾液，得到含有碳酸氫鋰的溶液。經(jīng)過處理后大約有97. 18%的鋰轉(zhuǎn)化成 碳酸氫鋰并存在濾液中。鈣和鎂的去除率分別達到95. 8%和80. 10%。
[0055] 將上述含有碳酸氫鋰的溶液通入裝有D564螯合樹脂的交換柱中進行動態(tài)吸附， 反應(yīng)完全后可以出去雜質(zhì)硼，得到除硼后的碳酸氫鋰溶液。經(jīng)過處理后硼的去除率可達 98. 7 %。D564螯合樹脂可再生循環(huán)利用。
[0056] 將上述除硼后的碳酸氫鋰溶液通入裝有D418螯合樹脂的交換柱中進行動態(tài)吸 附，進行三次離子交換反應(yīng)后除去雜質(zhì)鈣和鎂，得到除去鈣鎂后的碳酸氫鋰溶液。經(jīng)過處理 后鈣和鎂的去除率分別達到98. 2%和97. 6%。D418螯合樹脂可再生循環(huán)利用。
[0057] 對上述除去鈣鎂后的碳酸氫鋰溶液裝入三口瓶中，加熱至沸騰，維持反應(yīng)時間 60min，反應(yīng)完全后析出沉淀。此時的沉淀為粗碳酸鋰。隨后采用溫度為80°C的飽和碳酸鋰 溶液對上述沉淀進行洗滌，并在抽濾器上淋洗3?5次。之后進行干燥得到碳酸鋰。經(jīng)過 分析，分析結(jié)果如表1所示。
[0058] 表1實施例1中的碳酸鋰與高純碳酸鋰標準的對比值
[0059]

【權(quán)利要求】
1. 一種鋰礦石中碳酸鋰的提取方法，其特征在于，包括如下步驟： 將鋰礦石和去離子水混合，浸出后過濾、洗滌，保留濾渣，得到浸出后的鋰礦石； 將所述浸出后的鋰礦石和去離子水混合，通入二氧化碳氣體并維持反應(yīng)，反應(yīng)完全后 過濾并保留濾液，得到含有碳酸氫鋰的溶液； 將所述含有碳酸氫鋰的溶液與第一選擇性樹脂混合，反應(yīng)完全后除去雜質(zhì)硼，得到除 硼后的碳酸氫鋰溶液； 將所述除硼后的碳酸氫鋰溶液與第二選擇性樹脂混合，反應(yīng)完全后除去雜質(zhì)鈣和鎂， 得到除去鈣鎂后的碳酸氫鋰溶液； 對所述除去鈣鎂后的碳酸氫鋰溶液進行加熱至沸騰，反應(yīng)完全后析出沉淀，對所述沉 淀進行洗滌并干燥，得到碳酸鋰。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰礦石中碳酸鋰的提取方法，其特征在于，所述鋰礦石為鹽 湖鋰精礦。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰礦石中碳酸鋰的提取方法，其特征在于，將鋰礦石和去離 子水混合浸出的操作為：將鋰礦石和去離子水混合并加熱至70°C?95°C，在攪拌、冷凝條 件下浸出； 所述鋰礦石與所述去離子水的質(zhì)量比為1:1?1:2。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰礦石中碳酸鋰的提取方法，其特征在于，將所述浸出后 的鋰礦石和去離子水混合的操作中：所述浸出后的鋰礦石與所述去離子水的質(zhì)量比為 1:15 ?1:30。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰礦石中碳酸鋰的提取方法，其特征在于，將所述浸出后的 鋰礦石和去離子水混合并通入二氧化碳氣體維持反應(yīng)的條件為：所述二氧化碳氣體的流量 為40?100L/h，維持反應(yīng)溫度為5°C?25°C，維持反應(yīng)時間為40min?80min。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰礦石中碳酸鋰的提取方法，其特征在于，所述第一選擇性 樹脂為 D403、D564 或 XSC-700。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰礦石中碳酸鋰的提取方法，其特征在于，所述第二選擇性 樹脂為 D401、D418、D412、D751、717 或 732。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰礦石中碳酸鋰的提取方法，其特征在于，對所述除去鈣鎂 后的碳酸氫鋰溶液進行加熱至沸騰的操作條件為：維持反應(yīng)時間為30min?60min。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰礦石中碳酸鋰的提取方法，其特征在于，對所述沉淀進行 洗滌的操作為：采用溫度為60°C?90°C的洗滌劑對所述沉淀進行洗滌。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋰礦石中碳酸鋰的提取方法，其特征在于，所述洗滌劑為去 離子水或飽和碳酸鋰溶液。
【文檔編號】C01D15/08GK104445295SQ201410733469
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月4日
【發(fā)明者】譚秀民, 張利珍, 張秀峰, 伊躍軍, 李琦, 楊卉芃, 馬亞夢, 張永興, 趙恒勤 申請人:中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所