专利名称：从锂云母原料中提取碳酸锂除铝的方法
技术领域：
本发明涉及一种从锂云母原料中除铝的方法，特别是从锂云母原料中提取碳酸锂除铝的方法。
背景技术：
锂云母是一种重要的矿产资源，其含有丰富的稀有金属材料，如锂、钠、 钾、铷、铯、铝等。江西宜春的钽铌锂矿是目前亚洲最大的钽铌锂矿，锂云母原料中Li2O的含量达到4. 5%，氧化铝含量在23%左右，对其进行综合开发利用具有十分重要经济和战略价值。随着世界能源的日益紧张，尤其是以石油为原料的能源日益短缺，开发利用新能源为世界的共同课题。锂电能新能源作为当今新能源发展的重要产业之一，越来越被各国所重视，碳酸锂作为锂电新能源产业的基础性材料，具有较大的发展前景。目前从锂云母原料中提取碳酸锂的方法，从原料来看主要有固体矿和液体矿，液体矿主要是以盐湖水为原料进行提取，固体矿是以矿石为原料主要是以锂云母或锂辉石为原料进行提取，采用高温煅烧法，温度一般在1000°c左右，及其它化学方法如硫酸浸渍等。 以固体矿为原料的方法，无论高温煅烧，还是化学方法都必须对锂云母原料中的铝除去并回收利用，现有的从锂云母原料中提取碳酸锂的生产工艺过程中，除铝是采用简单冷冻处理，然后离心分离即去除溶液中铝的化合物。该方法仅能初步去除溶液中铝离子，这就大大影响碳酸锂的得率，甚至造成提取工艺的成败，提取出的碳酸锂的含量不高。还有是将锂云母粉经煅烧除铝。铝回收困难，浪费了资源，还要经过高温煅烧，能源消耗也大。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种从锂云母原料中提取碳酸锂除铝的方法，以锂云母为原料提取碳酸锂除铝率高，能源消耗小，提高了制碳酸锂的得率和铝回收利用率高，因而大幅降低了其生产成本。本发明的技术方案是这样来实现的，包括如下工艺步骤
(1)反应除氟，将80-300目的锂云母粉置于反应装置中，用硫酸溶液浸渍于100 130°C温度下反应4 10小时分离除氟，得固液混合溶液；
(2)分离冷冻处理，将所述混合溶液过滤分离除去滤渣，得滤液母液1，控制母液1为 K+、Al3+饱和溶液，冷冻降温至0 40°C再过滤分离，除渣得滤液母液2 ；
(3)中和除招，将母液2搅拌并降温冷冻至0 -30°C，过滤分离，得滤液溶液并向其中加入二价金属氧化物或氢氧化物形成母液3，将母液3沉淀过滤除渣，并控制过滤液中Al3+ 浓度< 0. 008 g/Ι,过滤分离得母液4 ；
(4)过滤浓缩制产品，将母液4浓缩并控制溶液中Li+浓度在20 45g/Ι，再过滤，于滤液中加入碳酸钠溶液反应过滤分离，滤液回收，滤渣即碳酸锂。本发明所述硫酸溶液浓度优选为40 60Wt %，锂云母和硫酸溶液的质量比为1 2—4。本发明所述步骤(2)是向母液1中加入Al2 (SO4)3或Al (OH) 3，使母液1中K+、 Al3+浓度处于饱和状态形成K+、Al3+的饱和溶液。本发明所述二价金属氧化物或氢氧化物优选为氧化钙或氢氧化钙。本发明控制(2)步滤渣中各化学物质组分质量比含量为Li2O 0. 55-0. 62%，K2O0. 9-1. 08%, Na2O 0. 4-0. 45%, Al2O3 8-8. 01%, SiO2 88. 9-89. 74%, Rb2O 0. 11-0. 123%, CS2O 0.015-0. 018%。采用本发明从锂云母原料中提取碳酸锂除铝的方法，采用低温酸浸提取锂云母原料中的碳酸锂的过程，经冷冻析沉锂除铝工序后，浸取液中的铝去除干净，大幅提高了碳酸锂的含量及得率，提高了产品质量，产品中的I^b+Zn+Al含量小于0. 0008%，降低了生产成本，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，三废排放少，因而较大提高了锂云母的综合经济效益，且环保三废排放小。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
1.一种从锂云母原料中提取碳酸锂除铝的方法，包括如下工艺步骤(1)反应除氟，将80-300目的锂云母粉置于反应装置中，用硫酸溶液浸渍，于100 130°C温度下反应4 10小时，分离除氟，得固液混合溶液；(2)分离冷冻处理，将所述混合溶液过滤分离除去滤渣，得滤液母液1，控制母液1为 K+、Al3+饱和溶液，冷冻降温至0 40°C再过滤分离，除渣，得滤液母液2 ；(3)中和、除铝，将母液2搅拌并降温冷冻至0 -30°C，过滤分离，得滤液溶液并向其中加入二价金属氧化物或氢氧化物形成母液3，将母液3沉淀过滤除渣，并控制过滤液中Al3+ 浓度< 0. 008 g/Ι,过滤分离得母液4 ；(4)过滤浓缩，将母液4浓缩并控制溶液中Li+浓度在20 45g/Ι，再过滤，于滤液中加入碳酸钠溶液反应过滤分离，滤液回收，滤渣即碳酸锂。
2.依据权利要求1所述的从锂云母原料中提取碳酸锂除铝的方法，其等征是所述硫酸溶液浓度为40 60Wt %，锂云母和硫酸溶液的质量比为1 :2— 4。
3.依据权利要求1所述的从锂云母原料中提取碳酸锂除铝的方法，其等征是所述步骤 (2)向母液1中加入Al2 (SO4)3或Al (OH)3,使母液1中K+、Al3+浓度处于饱和状态形成饱和溶液。
4.依据权利要求1所述的从锂云母原料中提取碳酸锂除铝的方法，其等征是所述二价金属氧化物或氢氧化物为氧化钙或氢氧化钙。
5.依据权利要求1所述的从锂云母原料中提取碳酸锂除铝的方法，其等征是控制 (2)步滤渣中各化学物质组分质量比含量为Li2O 0. 55-0. 62%, K2O 0.9-1.08%，Na2O 0. 4-0. 45%, Al2O3 8-8. 01%, SiO2 88. 9-89. 74%, Rb2O 0. 11-0. 123%, CS2O 0. 015-0. 018%。
全文摘要
本发明公开了一种从锂云母原料中提取碳酸锂除铝的方法，包括如下工艺步骤:(1)反应除氟,将锂云母粉用硫酸溶液浸渍反应，除氟,得固液混合溶液；(2)分离冷冻处理，将所述混合溶液过滤分离除去滤渣，得滤液母液1，控制母液1为K+、Al3+饱和溶液，冷冻降温过滤分离，除渣得滤液母液2；(3)中和除铝，将母液2降温冷冻，过滤分离，得滤液溶液并向其中加入二价金属氧化物形成母液3，将母液3沉淀过滤除渣，分离得母液4；(4)过滤浓缩制产品，将母液4浓缩，再过滤，于滤液中加入碳酸钠溶液反应过滤分离，滤液回收，滤渣即碳酸锂。以锂云母为原料提取碳酸锂除铝率高，能源消耗小，提高了制碳酸锂的得率和铝回收利用率高，因而大幅降低了其生产成本。
文档编号C01D15/08GK102225774SQ20111007532
公开日2011年10月26日 申请日期2011年3月28日 优先权日2011年3月28日
发明者张勇, 彭秋林 申请人:江西本源新材料科技有限公司