专利名称：碱溶法处理锂云母提锂的方法
技术领域：
本发明涉及一种碱溶法处理锂云母提锂的方法，尤其是一种碱溶法处理锂云母提锂的方法。
背景技术：
纵观国内外以锂云母为原料生产锂盐的方法约有十几种，但是这些方法基本都是把富集矿石和各种碱，盐或它们的混合物一起熔融或烧结，然后用不同的方法进一步处理烧结物，制取锂盐。总结起来，大致有以下几种
1)硫酸钾法按一定比例，将锂云母和硫酸钾在高温下一起烧结，这时矿物中的锂就被钾所置换，反应结果使锂转变为可溶于水的硫酸锂。原矿物的铝，硅等成分分别与钾、钠生成新的硅酸盐矿物。为了使反应彻底进行，温度不低于1000°c，通常在1100°C进行烧结， 然后经过球磨、浸出、净化、蒸发，沉淀制得碳酸锂。该方法存在硫酸钾耗量过大，成本较高， 能耗较大的问题。2)氯化物法氯化物法就是将锂辉石与碳酸钙和氯化铵的混合物一起烧结。烧结分两个阶段，起初在250°C下进行然后提高到750°C。这时矿物发生分解，并生成氯化锂，水浸取后的溶液可以用碳酸铵(和碳酸氢铵)将锂和钙从溶液中沉淀出来。所得的碳酸盐再用石灰处理。此反应腐蚀性较强，要回收氨。3)石灰石法锂云母为原料的焙烧是以一份锂云母与二份石灰石混合锻烧，形成混合物后经磨粉，入水浸出氢氧化锂，其锻烧温度在800°C -900°C之间。但是石灰石烧结法因物料流通量大、能耗高、锂回收率低、产品成本高，难以扩大生产规模。4)锂云母精矿混合碱压煮法制取碳酸锂(江西赣锋锂业有限公司，申请号/专利号200810127821)。该生产工艺经高温焙烧脱氟、磨细、压渗交换、除杂、浓缩、冷冻析钠、 碳化沉锂、离心分离、逆洗干燥等得到产品碳酸锂。该方法具有锂收率较高、余渣可利用、钠盐可循环等优点，但总体上还存在能耗较高，高温焙烧脱氟设备腐蚀大，余渣综合利用效益低。5)江西浩海锂能科技有限公司采用江西宜春锂云母矿石为原料，经特殊碾磨活化后，在常压下用50%左右的硫酸(100 130°C)进行浸出反应，后经析矾、沉锂反应，实现沉淀分离后提取碳酸锂。该方法主要存在酸浸温度易腐蚀设备，余渣综合利用效益低。考虑传统和上述提取锂盐的生产工艺，其生产设备极易腐蚀，(需焙烧)能耗大，生产过程污染大；根据目前原料和产品的价格计算，用锂云母生产锂盐的成本远大于卤水和锂辉石生产锂盐的成本，并且是亏本的。只有采用其他方法，并考虑综合利用，才能使锂云母为原料生产锂盐工艺得以实现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碱溶法处理锂云母提锂的方法，以锂云母粉与强碱溶液为原料，在一定温度与压力的情况下，达到锂云母粉的完全溶解，并利用离子交换的方法夺取反应物中的阳离子，达到高效提锂的目的。本发明的技术方案为一种碱溶法处理锂云母提锂的方法，锂云母与强碱在液体环境下反应，使锂云母中的锂、钠、钾、铷、铯进入溶液中，锂云母粉通过碱溶后，稀释，再经过离子交换，夺取体系中的阳离子。碱溶法处理锂云母提锂的方法，其步骤①将粉碎到100目以上的锂云母粉、 25% 50% (wt%)的强碱溶液按重量比锂云母粉强碱溶液=1 :3 8的比例投入到反应器中，开动搅拌，在100 250°C、6 10个大气压的情况下反应2 8个小时，冷却，过滤；② 反应液用水稀释到重量比1 15% ，用阳离子交换树脂对稀释后的物料进行离子交换， 获得体系中的阳离子，包括钠离子、钾离子、锂离子、铯离子以及铷离子；余下的铝硅溶胶通过阴离子交换树脂，再加入少量氢氧化钠做稳定剂，调节PH=S 10，结晶、浓缩，得到铝硅溶胶成品直接销售；③吸附了阳离子的离子交换树脂首先用水清洗，再用洲 10%的稀酸淋洗，最后用纯水淋洗到洗出液呈中性；④洗出液先浓缩到Li+浓度为20 50g/L，然后与 40% 70% (wt%)的碳酸钠在80°C 100°C温度下反应40 100分钟，得到碳酸锂沉淀，过滤，洗涤，烘干，制得符合标准的工业级碳酸锂。强碱包括氢氧化钠、氢氧化钾。进行离子交换的阳离子交换树脂包括强酸性阳离子交换树脂和弱酸性阳离子交换树脂；进行离子交换的阴离子交换树脂包括强碱性阴离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂。淋洗吸附了阳离子的离子交换树脂的稀酸包括硫酸、 盐酸、硝酸、磷酸、草酸。锂云母粉碱溶后的溶液经过离子交换，得到铝硅溶胶。本发明的优点在于本方法可以让锂云母中的锂100%进入溶液中，锂云母反应滤渣返回碱溶工序，实现完全碱溶。由于其中的钠离子、钾离子、锂离子、铯离子以及铷离子是通过离子交换获得，体系中去除了硅、铝、氟等元素的干扰，使得其中的锂离子、铯离子、铷离子更容易被提取。本方法因为是在碱性液体环境下反应，锂云母中的氟不会生成强腐蚀的氢氟酸腐蚀设备。本方法的副产品是有着广泛用途的铝硅溶胶，通过铝硅溶胶的直接销售可以大大降低提锂反应的成本。
图1为本发明碱溶法处理锂云母提锂的方法工艺流程图。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明。本发明实施例选用的锂云母采自江西宜春锂云母矿，其主要化学成分如下表 (wt%)
表1宜春锂云母成分检测数据
权利要求
1.一种碱溶法处理锂云母提锂的方法，其特征在于锂云母与强碱在液体环境下反应，使锂云母中的锂、钠、钾、铷、铯进入溶液中，锂云母粉通过碱溶后，稀释，再经过离子交换，夺取体系中的阳离子。
2.根据权利要求1所述碱溶法处理锂云母提锂的方法，其步骤①将粉碎到100目以上的锂云母粉、25% 50%(wt%)的强碱溶液按重量比锂云母粉 强碱溶液=1 :3 8的比例投入到反应器中，开动搅拌，在100 250°C、6 10个大气压的情况下反应2 8个小时，冷却，过滤；②反应液用水稀释到重量比1 15%，用阳离子交换树脂对稀释后的物料进行离子交换，获得体系中的阳离子，包括钠离子、钾离子、锂离子、铯离子以及铷离子；余下的铝硅溶胶通过阴离子交换树脂，再加入少量氢氧化钠做稳定剂，调节PH=S 10，结晶、浓缩，得到铝硅溶胶成品直接销售；③吸附了阳离子的离子交换树脂首先用水清洗，再用洲 10%的稀酸淋洗，最后用纯水淋洗到洗出液呈中性；④洗出液先浓缩到Li+浓度为20 50g/L，然后与40% 70%(wt%)的碳酸钠在80°C 100°C温度下反应40 100分钟，得到碳酸锂沉淀，过滤，洗涤，烘干，制得符合标准的工业级碳酸锂。
3.根据权利要求1或2所述碱溶法处理锂云母提锂的方法，其特征在于强碱包括氢氧化钠、氢氧化钾。
4.根据权利要求1或2所述碱溶法处理锂云母提锂的方法，其特征在于进行离子交换的阳离子交换树脂包括强酸性阳离子交换树脂和弱酸性阳离子交换树脂；进行离子交换的阴离子交换树脂包括强碱性阴离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂。
5.根据权利要求2所述碱溶法处理锂云母提锂的方法，其特征在于淋洗吸附了阳离子的离子交换树脂的稀酸包括硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、草酸。
6.根据权利要求1或2所述碱溶法处理锂云母提锂的方法，其特征在于锂云母粉碱溶后的溶液经过离子交换，得到铝硅溶胶。
全文摘要
本发明公开一种碱溶法处理锂云母提锂的方法，锂云母与强碱在液体环境下反应，使锂云母中的锂、钠、钾、铷、铯进入溶液中，锂云母粉通过碱溶后，稀释，再经过离子交换，夺取体系中的阳离子。本方法可以让锂云母中的锂100%进入溶液中，锂云母反应滤渣返回碱溶工序，实现完全碱溶。由于其中的钠离子、钾离子、锂离子、铯离子以及铷离子是通过离子交换获得，体系中去除了硅、铝、氟等元素的干扰，使得其中的锂离子、铯离子、铷离子更容易被提取。本方法因为是在碱性液体环境下反应，锂云母中的氟不会生成强腐蚀的氢氟酸腐蚀设备。本方法的副产品是有着广泛用途的铝硅溶胶，通过铝硅溶胶的直接销售可以大大降低提锂反应的成本。
文档编号C22B3/12GK102337399SQ20111037003
公开日2012年2月1日 申请日期2011年11月21日 优先权日2011年11月21日
发明者刘昕昕, 季清荣, 王丁, 程斌 申请人:江西省科学院应用化学研究所