专利名称：从锂云母中提取碳酸锂的方法
技术领域：
本发明涉及一种碳酸锂的提取方法，特别是从锂云母中提取碳酸锂的 方法。
背景技术：
碳酸锂是一种重要的化工原料，随着国家新能源发展规划，锂电新能源 作为国家重点支持发展能源产业之一；而碳酸锂作为锂电新能源发展重要基础原料，其生 产和需求量越来越大，价格也越来越高。江西宜春市钽铌锂矿是目前亚洲最大的钽铌锂矿，钽铌锂资源丰富，锂云母中二 氧化锂含量达4.5%，具有提取碳酸锂资源优势条件，且锂云母中含有钾、铷、铯、铝等多种 有价值的金属元素，综合利用这些资源，可以大幅提高从锂云母中提取碳酸锂的利用价值， 从而大幅降低碳酸锂生产成本。因此以锂云母为原料进行提取碳酸锂具有较广阔的市场前 景，及较好的经济效益。目前碳酸锂的制备方法从原料来看主要有固体矿和液体矿，液体矿主要是以盐 湖卤水为原料进行提取，这种方法由于原料成本低，易于提取，工艺已很成熟，但是由于卤 水中镁离子含量较高，其生产工业级碳酸锂较容易，但如果生产电池级的碳酸锂其生产成 本亦较高。二是以矿石为原料，主要是以锂云母，锂辉石为原料进行提取，目前的提取方 法是硫酸法或硫酸钾和石灰石煅烧结法，因石灰石煅烧法采用高温煅烧的方式，温度一 股1000°C左右，因而能源消耗高，物料流通量大，锂回收率低，产品成本高，硫酸法采用浓 硫酸与锂云母矿高温焙烧，碳酸根沉锂，同样能耗高，且环境污染影响大，如中国专利号为 ZL85101989《硫酸钾法处理锂云母制取碳酸钾工艺方法》即是将硫酸钾和锂云母按配比混 合后进行高温焙烧，在930°C温度焙烧2小时，然后对焙烧物料进行二段四级浸提工艺提取 碳酸锂产品，该方法仍是采用高温焙烧工艺，能源浪费极大，对环境也造成一定污染，还有 如中国专利申请号为201010001287. 1《一种从锂云母中提取锂的方法》其是以锂云母为原 料，仍是采用锻烧方式提取工艺，能源浪费大，设备投资大，三废排放，特别是废气的排放较 大，对环境造成较大的压力。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种从锂云母中提取碳酸锂的方法，其以锂 云母为原料，采用低温提取工艺，工艺条件温和，操作过程稳定，生产周期短，设备利用率 高，环保三废排放小，生产成本低的方法。本发明按下述工艺步骤进行1)除氟，将80-200目锂云母粉与稀硫酸溶液按1 2_5质量比于80 150°C温 度下，反应3-9h，得含Li+的硫酸盐溶液，分离除去含氟溶液；2)分离，将含Li+的硫酸盐溶液进行过滤分离，滤渣用热水充分洗涤，去除滤渣得 滤液，为母液1 ；3)冷冻，将母液1在搅拌下，降温至-30 40°C，分离出固体铷、铯、钾矾后，过滤 分离，洗涤滤渣，滤液回收为母液2 ；4)中和，于母液2中加入氢氧化钙，控制溶液PH为9-12，得中和反应的固、液混合 溶液；5)分离，将固、液混合溶液过滤分离，对滤渣进行洗涤过滤，回收滤液得母液3 ；
6)浓缩过滤，将母液3进行蒸发浓缩，控制溶液中Li+浓度在20_45g/l，过滤得滤 液母液4 ；7)沉锂分离制产品，于母液4中加入碳酸钠溶液，于80-95°C温度下沉锂反应 40-100分钟，然后过滤、机械分离得碳酸锂粗品，再用水冲洗，烘干即制备碳酸锂产品，滤液 经处理回收循环使用。本发明所述冷冻为二次冷冻即一次冷冻，是将母液1在搅拌下，降温至-5 40°C， 分离出固体铷、铯、钾矾后，过滤分离，得分离滤液；再对分离滤液进行二次冷冻，是将分离 滤液在搅拌下降温至_8 -30°C，控制溶液中K+浓度< 0. 2-0. 5g/L，过滤分离，用冷水充 分洗涤滤渣，分离出固体钾矾，滤液回收为母液2。本发明所述步骤2)分离，将含Li+的硫酸盐溶液进行过滤分离后，滤渣用热水充 分洗涤，洗涤液回收。本发明所述热水为60°C以上水，冷水为35°C以下水。本发明技术方案中步骤4)中和是向母液2中加入氢氧化钙乳液。本发明技术方案中步骤5)步分离，是对固、液混合溶液检测后，控制溶液中Fe3+、 Al3+、Mg2+、F—、Si4+、Ca2+离子的质量浓度彡0. 05%时，进行过滤分离。本发明工艺步骤如下填料一酸浸除氟一分离一排渣一冷冻一分离一中和一分离 —浓缩一过滤一沉锂。本发明采用低温方法从锂云母矿石中提取碳酸锂新工艺较现有石灰石法，高温焙 烧法，具有工艺条件温和，操作过程稳定，生产周期短，设备利用率高，生产成本低，三废排 放少，对环境影响小的生产方法。本发明生产方法首创采用冷冻方法对溶液中多种金属元素分离，大幅度降低了其 生产成本，提高了原料的金属材料回收利用率。利用本发明方法生产的碳酸锂经检测纯度达99. 5%以上，技术指标如表权利要求
一种从锂云母中提取碳酸锂的方法，按如下工艺步骤进行1)除氟，将80 200目锂云母粉与稀硫酸溶液按1∶2 5质量比于80～150℃温度下，反应3 9h，得含Li+的硫酸盐溶液，分离除去含氟溶液；2)分离，将含Li+的硫酸盐溶液进行过滤分离，去除滤渣得滤液，为母液1；3)冷冻，将母液1在搅拌下，降温至 30～40℃，分离出固体铷、铯、钾矾后，过滤分离，洗涤滤渣，滤液回收为母液2；4)中和，于母液2中加入氢氧化钙，控制溶液的PH为9 12，得中和反应的固、液混合溶液；5)分离，将固、液混合溶液过滤分离，对滤渣进行洗涤过滤，回收滤液得母液3；6)浓缩过滤，将母液3进行蒸发浓缩，控制溶液中Li+浓度在20 45g/l，过滤得滤液母液4；7)沉锂分离制产品，于母液4中加入碳酸钠溶液，在80 95℃温度下沉锂反应40 100分钟，然后过滤、机械分离得碳酸锂粗品，再用水冲洗，烘干即制备碳酸锂产品，滤液经处理回收循环使用。
2.依据权利要求1所述的从锂云母中提取碳酸锂的方法，其特征是所述冷冻为二次冷 冻即一次冷冻，是将母液1在搅拌下，降温至_5 40°C，分离出固体铷、铯、钾矾后，过滤分 离，得分离滤液；再对分离滤液进行二次冷冻，是将分离滤液在搅拌下降温至_8 -30°C， 控制溶液中K+浓度< 0. 2-0. 5g/L，过滤分离，用冷水充分洗涤滤渣，分离出固体钾矾，滤液 回收为母液2。
3.依据权利要求1所述的从锂云母中提取碳酸锂的方法，其特征是所述步骤2)分离， 将含Li+的硫酸盐溶液进行过滤分离后，滤渣用热水充分洗涤，洗涤液回收。
4.依据权利要求2或3所述的从锂云母中提取碳酸锂的方法，其特征是所述热水为 60°C以上水，冷水为35°C以下水。
5.依据权利要求1所述的从锂云母中提取碳酸锂的方法，其特征是4)步中和向母液2 中加入氢氧化钙乳液。
6.依据权利要求1所述的从锂云母中提取碳酸锂的方法，其特征是5)步分离，是对固、 液混合溶液检测后，控制溶液中Fe3+、Al3+、Mg2+、F-、Si4+、Ca2+f离子的质量浓度<0. 05%时进 行过滤分离。
全文摘要
本发明公开了从锂云母中提取碳酸锂的方法，按如下步骤进行1)除氟，将锂云母粉与硫酸溶液按质量比，得含Li+的硫酸盐溶液，分离除去含氟溶液；2)分离，将含Li+的硫酸盐溶液进行过滤分离，得母液1；3)冷冻，将母液1在-30～40℃，分离出固体铷、铯、钾矾，滤液为母液2；4)中和，于母液2中加入氢氧化钙，得中和的固、液混合溶液；5)分离，将固、液混合溶液，过滤分离，回收滤液得母液3；6)浓缩过滤，将母液3进行蒸发浓缩，得滤液母液4；7)沉锂分离制产品，于母液4中加入碳酸钠溶液，沉锂反应，分离得碳酸锂粗品，烘干碳酸锂产品，该方法具有工艺条件温和，生产周期短，生产成本低，三废排放少。
文档编号C01D15/08GK101955211SQ20101052459
公开日2011年1月26日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者张勇 申请人:江西本源新材料科技有限公司