本发明属于锂磷铝石的锂提取研发技术领域，具体地说，涉及一种石灰法从锂磷铝石中提取氢氧化锂的工艺。
背景技术：
地球上锂的工业矿物主要有以下几种：
其中以锂辉石最为著名，因为锂辉石成矿规模大，成分简单，提锂工艺成熟，是目前使用最多的锂矿物。而锂云母虽然也是成矿规模比较大，但由于其成分复杂，提锂工艺也复杂，因而用于提锂较少，主要用于玻璃陶瓷行业。铁锂云母、锂磷铝石和透锂长石则由于分布稀少，成矿规模小，至今未有工业应用的报道，而关于对此三种矿物的提锂工艺方法则更未见公开报道。
我们要研究的锂磷铝石是一种含锂量最高的锂矿物，其纯矿物含氧化锂量为10.1%，但其在自然界中不常见，偶有发现也是很小规模，没有作为工业开采的价值。但现在在非洲发现的这个锂磷铝石矿则有一定的规模，具备工业开采的价值。
锂磷铝石常为不规则块状和近等轴状，颜色为灰色、黄白、绿白等，由于有一定量的其它共生矿物，实际含li2o8～9.5%，是含锂最高的工业矿物，产于花岗伟晶岩中，有时也见于云英岩和高温石英脉中。锂磷铝石是一种含锂、铝的氟磷酸盐，产于花岗伟晶岩，与锂辉石、电气石、锂云母及磷灰石共生，主要用作提取锂的资源。
锂磷铝石的组成如下：
技术实现要素：
本发明的所要解决的技术问题在于提供一种能够从锂磷铝石中提取出氢氧化锂的石灰法从锂磷铝石中提取氢氧化锂的工艺。
本发明解决上述技术问题的技术方案为：
一种石灰法从锂磷铝石中提取氢氧化锂的工艺，包括如下步骤：
s1原料研磨，将锂磷铝石矿、硫酸钠与石灰分别磨细至100~200目；
s2配料，将锂磷铝石、硫酸钠与石灰按1:0~1:1.5~3.5的比例均匀混合成生料；
s3焙烧，对生料进行高温焙烧，形成熟料；
s4浸出过滤，将熟料置于反应器皿内，加入水后在95℃~150℃进行搅拌加热1~2小时，反应结束后继续搅拌并冷却降温，冷却后进行抽滤，获得氢氧化锂溶液；
s5蒸发浓缩，将氢氧化锂溶液加入反应器皿中搅拌加热蒸发，当蒸发至原溶液的1/5~1/10的体积时停止加热，将蒸发后的溶液进行抽滤，获得氢氧化锂清液；
s6结晶，将氢氧化锂清液加入反应器皿中搅拌蒸发，直至氢氧化锂清液中出现结晶时停止加热，当清液冷却至45℃~55℃时，进行抽滤，得到氢氧化锂结晶。
优选的，所述步骤s3中高温焙烧的温度控制在800℃~1050℃。
优选的，所述步骤s3中的焙烧时间控制在20~60分钟。
具体的，所述步骤s4中包括步骤：
s41熟料研磨，将熟料进行研磨至100~200目。
具体的，所述步骤s4中熟料与水按固液比为1：3~4的比例进行添加。
优选的，所述步骤s4的搅拌加热过程中分多次进行补水，保持固液比基本不变。
具体的，还包括步骤：
s7重结晶，将氢氧化锂结晶重新溶解，对新形成的溶液再次进行加热蒸发，直至溶液中出现结晶时停止加热，当溶液冷却至45℃~55℃时，进行抽滤，得到氢氧化锂精品。
具体的，还包括步骤：
s8烘干，将氢氧化锂精品放入烘箱，隔绝空气，在90℃~100℃的温度下，烘干1小时，取出冷却，获得氢氧化锂成品。
优选的，所述步骤s5还包括有以下步骤：
s51冷冻析钠，将氢氧化锂清液进行冷却，冷却至-10℃以下，然后进行抽滤，得到含钠量低的氧化锂清液。
优选的，所述抽滤均为抽滤瓶与真空泵相互配合的真空抽滤。
本发明的具有以下有益效果：提供了一种从锂磷铝石中提取出氢氧化锂的工艺，从原未使用的原料中提取锂，扩张了获取锂的范围。另外，在传统的石灰法中添加了硫酸钠，加大了锂的析出度，提高了锂的获取率，降低了生料焙烧的温度，从而达到节能减排的目的。
附图说明
图1为本发明的一种石灰法从锂磷铝石中提取氢氧化锂的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细说明。
实施例1：
一种石灰法从锂磷铝石中提取氢氧化锂的工艺的实施例，具体操作如下。
s1原料研磨，将锂磷铝石矿、石灰分别磨细至200目。
s2配料，将锂磷铝石与石灰按1:3.5的比例均匀混合成生料，将200g锂磷铝石矿粉加入瓷坩埚中，再将700g石灰粉加入瓷坩埚中，手工均匀混匀。
s3焙烧，对生料进行高温焙烧，形成熟料，将生料放入马弗炉中，开启加热开关，设置最高温度为1050℃，升温，等炉内温度达到1050℃后，再继续反应20分钟，反应时间到了后，关闭加热开关，待其冷却至室温。
s4浸出过滤，首先进行熟料研磨，将熟料进行研磨至200目，按固液比为1：3的比例，将750克熟料粉末置于反应器皿内，该反应器皿以小体积不锈钢反应锅充当，再加入2250ml蒸馏水，装好搅拌，改好锅盖，开启加热和搅拌，控制反应温度在95℃左右反应两小时，在反应过程中分多次进行补水，保持固液比基本不变，反应结束后继续搅拌并冷却降温，冷却后用抽滤瓶与真空泵结合进行真空抽滤，将固液分离，进而获得氧化锂溶液1783ml。
s5蒸发浓缩，将1000ml氢氧化锂溶液加入反应器皿中，装好搅拌，盖好锅盖，开启电炉加热并开搅拌，当蒸发剩下200ml的体积时停止反应，将蒸发后的溶液进行抽滤，获得氢氧化锂清液165ml。
s6结晶，将165ml氢氧化锂清液加入反应器皿中，装好搅拌，盖好锅盖，开启电炉加热并开搅拌，直至氧化锂清液中出现结晶时停止加热，当清液冷却至45℃时，进行真空抽滤，得到氢氧化锂结晶10.8g。
s7重结晶，将得到的10.8g氢氧化锂结晶放入50ml蒸馏水中，重新溶解，对新形成的溶液在次进行加热蒸发，直至溶液中出现结晶时停止加热，当溶液冷却至45℃时，进行抽滤，得到氢氧化锂精品6.6g。
s8烘干，将6.6g氢氧化锂精品用一不锈钢容器装好，并盖上盖子，留一条鏠，从而达到隔绝空气的作用，然后放入烘箱，在90℃的温度下，烘干1小时，取出冷却至室温，获得氢氧化锂成品5.2g。
实施例2：
一种石灰法从锂磷铝石中提取氢氧化锂的工艺的实施例，具体操作如下。
s1原料研磨，将锂磷铝石矿、石灰分别磨细至180目。
s2配料，将锂磷铝石与石灰按1:3的比例均匀混合成生料，将200g锂磷铝石矿粉加入瓷坩埚中，再将600g石灰粉加入瓷坩埚中，手工均匀混匀。
s3焙烧，对生料进行高温焙烧，形成熟料，将生料放入马弗炉中，开启加热开关，设置最高温度为1000℃，升温，等炉内温度达到1000℃后，再继续反应30分钟，反应时间到了后，关闭加热开关，待其冷却至室温。
s4浸出过滤，首先进行熟料研磨，将熟料进行研磨至180目，按固液比为1：4的比例，将750克熟料粉末置于反应器皿内，该反应器皿以小体积不锈钢反应锅充当，再加入3000ml蒸馏水，装好搅拌，改好锅盖，开启加热和搅拌，控制反应温度在95℃左右反应两小时，在反应过程中分多次进行补水，保持固液比基本不变，反应结束后继续搅拌并冷却降温，冷却后用抽滤瓶与真空泵结合进行真空抽滤，将固液分离，进而获得氢氧化锂溶液2713ml。
s5蒸发浓缩，将2500ml氢氧化锂溶液加入反应器皿中，装好搅拌，盖好锅盖，开启电炉加热并开搅拌，当蒸发剩下250ml的体积时停止反应，将蒸发后的溶液进行抽滤，获得氢氧化锂清液216ml。
s6结晶，将216ml氢氧化锂清液加入反应器皿中，装好搅拌，盖好锅盖，开启电炉加热并开搅拌，直至氢氧化锂清液中出现结晶时停止加热，当清液冷却至50℃时，进行真空抽滤，得到氢氧化锂结晶25.8g。
s7重结晶，将得到的25.8g氢氧化锂结晶放入100ml蒸馏水中，重新溶解，对新形成的溶液在次进行加热蒸发，直至溶液中出现结晶时停止加热，当溶液冷却至50℃时，进行抽滤，得到氢氧化锂精品14.1g。
s8烘干，将14.1g氢氧化锂精品用一不锈钢容器装好，并盖上盖子，留一条鏠，从而达到隔绝空气的作用，然后放入烘箱，在95℃的温度下，烘干1小时，取出冷却至室温，获得氢氧化锂成品12.6g。
实施例3：
一种石灰法从锂磷铝石中提取氢氧化锂的工艺，包括如下步骤：
s1原料研磨，将锂磷铝石矿、硫酸钠与石灰分别磨细至180目；
s2配料，将锂磷铝石、硫酸钠与石灰按1:0.2:1.5的比例均匀混合成生料，取500g锂磷铝石矿粉加入瓷坩埚中，再称取100克硫酸钠粉和750克石灰粉加入瓷坩埚中，手工混匀；
s3焙烧，对生料进行高温焙烧，形成熟料，将生料放入马弗炉中，开启加热开关，设置最高温度为1000℃，升温，等炉内温度达到1000℃后，在继续反应30分钟，反应时间到了后，关闭加热开关，待其冷却至室温。
s4浸出过滤，首先进行熟料研磨，将熟料进行研磨至180目，按固液比为1：4的比例，将1000克熟料粉末置于反应器皿内，该反应器皿由不锈钢反应锅充当，再加入4000ml蒸馏水，装好搅拌，改好锅盖，开启加热和搅拌，控制反应温度在150℃左右反应1小时，在反应过程中分多次进行补水，保持固液比基本不变，反应结束后继续搅拌并冷却降温，冷却后用抽滤瓶与真空泵结合进行真空抽滤，将固液分离，进而获得氢氧化锂溶液3618ml。
s5蒸发浓缩，将3618ml氢氧化锂溶液加入反应器皿中搅拌加热蒸发，当蒸发至原溶液的500ml的体积时停止反应，将蒸发后的溶液进行抽滤，获得氢氧化锂清液，由于本实施例中添加了硫酸钠，因此还需要进行冷冻析钠的步骤，将500ml氢氧化锂清液放入容器中置于冰箱冷冻室进行冷冻，冷冻至-10℃以下，然后将其取出冰箱并立刻进行真空抽滤，得到含钠量低的氢氧化锂清液386ml。
s6结晶，将含钠量低的氢氧化锂清液加入反应器皿中搅拌蒸发，直至氢氧化锂清液中出现结晶时停止加热，当清液冷却至55℃时，进行真空抽滤，得到氢氧化锂结晶36.2g。
s7重结晶，将36.2g氢氧化锂结晶加入100ml蒸馏水中重新溶解，对新形成的溶液在次进行加热蒸发，直至溶液中出现结晶时停止加热，当溶液冷却至55℃时，进行抽滤，得到氢氧化锂精品25.7g。
s8烘干，将25.7g氢氧化锂精品用一不锈钢容器装好，并盖上盖子，留一条鏠，从而达到隔绝空气的作用，然后放入烘箱，在100℃的温度下，烘干1小时，取出冷却至室温，获得氢氧化锂成品23.6g。
实施例4：
一种石灰法从锂磷铝石中提取氢氧化锂的工艺，包括如下步骤：
s1原料研磨，将锂磷铝石矿、硫酸钠与石灰分别磨细至100目；
s2配料，将锂磷铝石、硫酸钠与石灰按1:1:1.5的比例均匀混合成生料，取500g锂磷铝石矿粉加入瓷坩埚中，再称取500克硫酸钠粉和750克石灰粉加入瓷坩埚中，手工混匀；
s3焙烧，对生料进行高温焙烧，形成熟料，将生料放入马弗炉中，开启加热开关，设置最高温度为900℃，升温，等炉内温度达到900℃后，在继续反应60分钟，反应时间到了后，关闭加热开关，待其冷却至室温。
s4浸出过滤，首先进行熟料研磨，将熟料进行研磨至100目，按固液比为1：4的比例，将1000克熟料粉末置于反应器皿内，该反应器皿由不锈钢反应锅充当，再加入4000ml蒸馏水，装好搅拌，改好锅盖，开启加热和搅拌，控制反应温度在120℃左右反应1小时，在反应过程中分多次进行补水，保持固液比基本不变，反应结束后继续搅拌并冷却降温，冷却后用抽滤瓶与真空泵结合进行真空抽滤，将固液分离，进而获得氢氧化锂溶液3213ml。
s5蒸发浓缩，将3213ml氢氧化锂溶液加入反应器皿中搅拌加热蒸发，当蒸发至原溶液的400ml的体积时停止加热，将蒸发后的溶液进行抽滤，获得氢氧化锂清液，由于本实施例中添加了硫酸钠，因此还需要进行冷冻析钠的步骤，将400ml氢氧化锂清液放入容器中置于冰箱冷冻室进行冷冻，冷冻至-10℃以下，然后将其取出冰箱并立刻进行真空抽滤，得到含钠量低的氢氧化锂清液272ml。
s6结晶，将含钠量低的氢氧化锂清液加入反应器皿中搅拌蒸发，直至氢氧化锂清液中出现结晶时停止加热，当清液冷却至50℃时，进行真空抽滤，得到氢氧化锂结晶27.4g。
s7重结晶，将27.4g氢氧化锂结晶加入100ml蒸馏水中重新溶解，对新形成的溶液在次进行加热蒸发，直至溶液中出现结晶时停止加热，当溶液冷却至55℃时，进行抽滤，得到氢氧化锂精品20.9g。
s8烘干，将20.9g氢氧化锂精品用一不锈钢容器装好，并盖上盖子，留一条鏠，从而达到隔绝空气的作用，然后放入烘箱，在100℃的温度下，烘干1小时，取出冷却至室温，获得氢氧化锂成品15.8g。
上述实施例仅是部分实例的内容，不同配比在焙烧过程中获取的锂转化率也不同，下表为不同配比不同焙烧温度下，锂转化率部分实验数据表：
在实施例中，另一步重要步骤为浸出，为将熟料中的锂化合物溶于水中，从而获得锂化合物溶液，其在不同的反应温度以及反应时间的不同，溶于水的浸出率也是不相同的，下面是浸出率部分实验数据表：
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。