专利名称：锂云母氟化学提锂工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种矿石提锂技术领域，更具体为一种锂云母氟化学提锂工艺。
背景技术：
锂和锂盐已经由传统的应用领域如玻璃陶瓷、电解铝、润滑脂、制冷等扩展到铝锂 合金、锂电池、核聚变等高新技术领域，特别是新能源对于高效蓄电池可能存在的爆发式需 求增长，对锂盐工业的技术进步提出了紧迫的挑战，研究新的锂矿物提锂技术对世界新能 源的发展具有十分重要的意义。目前提锂的主要原料是盐湖卤水和固体锂矿物，中国锂云母和锂辉石的储量丰 富。从锂矿物中提锂的方法主要有硫酸盐法、氯化物法、石灰石法、硫酸法以及气_固反应 法。这些方法都是将锂矿物进行高温煅烧，然后用不同的方法处理煅烧渣进一步制取锂盐， 存在着生产成本高，能耗大，锂提取率低，废渣量大，工业意义生产仅可利用高品位锂辉石 等突出问题。
发明内容
本发明针对以上问题，提出了一种锂云母氟化学提锂工艺。本发明首次提出了利 用氟化学特有的破坏硅酸盐矿物晶体结构的性质，采用锂云母为提锂原料，在相对较低反 应温度温下就可以破坏锂云母致密的层状晶体结构，达到高效提锂的目的，大大降低了生 产过程中的能耗，在生产锂盐的同时亦可综合利用锂云母矿物的各种有价值成分。本发明的技术方案在于一种锂云母氟化学提锂工艺，其特征在于按一下步骤 进行
1)将原料云母粉、添加剂、硫酸投入到预反应器中预热并均勻搅拌；
2)将预热并搅拌均勻的物料转入到反应器中完成反应或者不经过预热直接混合后进 入反应器中完成反应，反应过程中产生的气体及时抽出；
3)反应渣用水浸取后，液固分离得到硫酸盐溶液，调节该溶液的pH以除去铝、镁、钙、 铁等离子杂质；
4)将杂质滤去后，溶液进行浓缩，沉淀锂离子后过滤，得粗锂盐产品，根据需要，制取相 应的精制锂盐。本发明的优点在于。 1、本发明所提供的工艺路线不需要高温煅烧，利用氟化学腐蚀硅氧化物的特性， 采用添加剂与硫酸一起在较低反应温度下即可破坏锂矿物晶体结构，大大节约了生产能
^^ ο2、本发明反应物料中的氟以氟化硅、氟化氢气体的形式与反应渣分离，并被吸收 获得氟硅酸或氟硅酸盐用来生产氟化盐产品，反应渣被水浸出后获得含锂的硫酸盐溶液， 滤渣主要为硫酸钙，可作为人造石膏加以利用。3、本发明获得的含锂的硫酸盐溶液在沉淀铝、铁、镁、钙等杂质后，进一步沉淀分离获得锂盐，沉淀后的溶液，可浓缩结晶获得钾、钠盐。4、本发明所述的工艺具有锂提取率高，并可综合利用矿物中各种有价值成份实现 联产，综合效益好，生产成本低、生产能耗小，无环境污染隐患等优点。
具体实施例方式一种锂云母氟化学提锂工艺，其特征在于按一下步骤进行
1)将原料云母粉、添加剂、硫酸投入到预反应器中预热并均勻搅拌；
2)将预热并搅拌均勻的物料转入到反应器中完成反应或者不经过预热直接混合后进 入反应器中完成反应，反应过程中产生的气体及时抽出；
3)反应渣用水浸取后，液固分离得到硫酸盐溶液，调节该溶液的pH以除去铝、镁、钙、 铁等离子杂质；
4)将杂质滤去后，溶液进行浓缩，沉淀锂离子后过滤，得粗锂盐产品，根据需要，制取相 应的精制锂盐。原料物料重量比为锂云母添加剂硫酸=1 (0. 1-2) (0. 5-5)。所述添加剂为含氟的矿物、盐或酸的一种或多种。原料物料中锂云母粉中Li2O的含量彡3.0%，添加剂中F的含量彡10%，硫酸中 H2SO4的含量彡50%ο在预反应器中的预热温度为50_150°C，预热时间为0. 1-2小时。物料进入反应器中，在反应温度为150_350°C下反应0. 5-4小时。反应过程中产生的气体成分主要为四氟化硅、水蒸气、氟化氢，通过降温除尘后用 水或碱溶液吸收。调节pH以除去铝、镁、钙、铁等离子杂质的pH范围为5. 0-10. 0。实施例1 原料物料重量比为锂云母添加剂硫酸=1 0. 1 0. 5，所述添加剂为 30%氢氟酸，预反应器中的预反应温度为50°C，预热时间为0. 1小时，混合物料进入反应器 中，在反应温度为150-350°C下反应4小时，反应过程逐步升温，温度达到350°C后反应结 束，反应渣用水浸取后，液固分离得到硫酸盐溶液，调节该溶液的PH以除去铝、镁、钙、铁等 离子杂质；将杂质滤去后，溶液进行浓缩，沉淀锂离子后过滤，得80%以上粗锂盐产品，根据 用途需要，制取相应的精制锂盐。实施例2 原料物料重量比为锂云母添加剂硫酸=1 2 :5，所述添加剂为70%氟 化钙。预反应器中的预反应温度为150°C，预热时间为1小时，混合物料进入反应器中，在反 应温度为150-350°C下反应4小时，反应过程逐步升温，温度达到350°C后反应结束，反应渣 用水浸取后，液固分离得到硫酸盐溶液，调节该溶液的PH以除去铝、镁、钙、铁等离子杂质； 将杂质滤去后，溶液进行浓缩，沉淀锂离子后过滤，得80%以上粗锂盐产品，根据用途需要， 制取相应的精制锂盐。实施例3 原料物料重量比为锂云母添加剂硫酸=1 1 :3，所述添加剂为70% 氟化钙与30%氢氟酸的混合，预反应器中的预反应温度为150°C，预热时间为1小时，混合 物料进入反应器中，在反应温度为150-350°C下反应4小时，反应过程逐步升温，温度达到 350°C后反应结束，反应渣用水浸取后，液固分离得到硫酸盐溶液，调节该溶液的pH以除去 铝、镁、钙、铁等离子杂质；将杂质滤去后，溶液进行浓缩，沉淀锂离子后过滤，得80%以上粗锂盐产品，根据用途需要，制取相应的精制锂盐。
权利要求
一种锂云母氟化学提锂工艺，其特征在于按下面步骤进行1)将原料云母粉、添加剂、硫酸投入到预反应器中预热并反应，均匀搅拌；2)将预热并初步反应后搅拌均匀的物料转入到反应器中完成反应或者不经过预热直接混合后进入反应器中完成反应，反应过程中产生的气体及时抽出；3)反应渣用水浸取后，液固分离得到硫酸盐溶液，调节该溶液的pH以除去铝、镁、钙、铁等离子杂质；4)将杂质滤去后，溶液进行浓缩，沉淀锂离子后过滤，得粗锂盐产品，根据需要，制取相应的精制锂盐。
2.根据权利要求1所述的锂云母氟化学提锂工艺，其特征在于原料物料重量比为锂 云母添加剂硫酸=1 (0. 1-2) (0. 5-5)。
3.根据权利要求1或2所述的锂云母氟化学提锂工艺，其特征在于所述添加剂为含 氟的矿物、盐或酸的一种或多种。
4.根据权利要求1或2或3所述的锂云母氟化学提锂工艺，其特征在于原料物料中 锂云母粉中Li20的含量彡3. 0%，添加剂中F的含量彡10%，硫酸中H2S04的含量彡50%。
5.根据权利要求1所述的锂云母氟化学提锂工艺，其特征在于在预反应器中的预热 温度为50-150°C，预热时间为0. 1-2小时。
6.根据权利要求1所述的锂云母氟化学提锂工艺，其特征在于物料进入反应器中，在 反应温度为150-350°C下反应0. 5-4小时。
7.根据权利要求1所述的锂云母氟化学提锂工艺，其特征在于反应过程中产生的气 体成分主要为四氟化硅、水蒸气、氟化氢，通过降温除尘后用水或碱溶液吸收。
8.根据权利要求1所述的锂云母氟化学提锂工艺，其特征在于调节pH以除去铝、镁、 钙、铁等离子杂质的pH范围为5. 0-10. 0。
全文摘要
本发明提供了一种锂云母氟化学提锂工艺，该工艺步骤包括将原料物料重量比为锂云母粉∶添加剂∶硫酸=1∶(0.1-2)∶(0.5-5)的原料投入到预反应器中搅拌反应或简单搅拌后进入反应器反应，添加剂为含氟的矿物、盐或酸的一种或多种，在预反应器中的反应条件50℃-150℃下预热0.1-2小时，物料转入到反应器中，在150℃-350℃下反应0.5-4小时，反应过程中产生的气体及时抽出，反应渣用水浸取后，液固分离得到硫酸盐溶液，调节pH=5.0-10.0以除去铝、镁、钙、铁等离子杂质，液固分离后溶液浓缩，沉淀锂离子后过滤制取粗锂盐产品，根据需要，制取相应的精制锂盐，本发明所述的工艺，反应温度低，生产能耗小，锂提取率高，在生产锂盐的同时亦可综合利用锂云母矿物的各种有价值成分。
文档编号C01D15/00GK101885496SQ201010235150
公开日2010年11月17日 申请日期2010年7月23日 优先权日2010年7月23日
发明者叶长燊, 旷戈, 林荣英, 林诚, 王占前 申请人:福州大学