一种利用锂辉石制取碳酸锂的方法与流程

本申请涉及矿产资源利用的领域，更具体地说，它涉及一种利用锂辉石制取碳酸锂的方法。

背景技术：

1、随着电动汽车、可再生能源储存系统和便携式电子设备等领域的迅速发展，我国对锂离子电池的需求急剧增长，锂离子电池是目前最常用的可充电电池技术之一，而在锂离子电池中，电池级的碳酸锂是一种不可或缺的重要物质。在我国，锂主要储备在盐湖卤水、地下深层卤水和含锂矿石中。

2、目前，现有的制备碳酸锂的企业大都选择从含锂矿石提取碳酸锂，这是因为盐湖卤水和地下深层卤水的碳酸锂提取工艺中，往往难以避免地会有很多金属离子杂质，而在锂矿石提取碳酸锂的工艺中，杂质离子较少。

3、锂辉石是一种含锂的矿石，其主要成分为辉石矿物。常见的锂辉石矿物有正长石、云母、透闪石等，从锂辉石中提取碳酸锂，已经逐渐成为各大电池厂商的重要研发课题。

4、现有的利用锂辉石提取碳酸锂的方法主要包括石灰烧结法、氧化焙烧法、硫酸法等。但是上述方法均存在各自的不足之处：石灰烧结法虽然工艺步骤可控性较强，但是其能耗较大，并且产率很低，对锂的回收率较低，易造成原料锂辉石的浪费；氧化焙烧法的流程较为简单，对锂的回收率也较高，但是其制备过程中，炉气的腐蚀性较强，对设备的要求较高，后续设备的维护和检修成本也很好，因此主要应用于锂云母的制备工艺；硫酸法利用酸浸回收锂，但是其固废产物(包括硫酸钙等)的量巨大，并且对场地要求严格，往往需要数千平方米的厂房才能满足其生产的条件，同时制备出的碳酸锂中，钠离子含量也加高。综上所述的三种现有的制备方法均与国家提出的绿色生产、节能减排的理念相违背。

技术实现思路

1、为了改善相关技术中的锂辉石制取碳酸锂的方法不符合绿色生产和节能减排的问题，本申请提供一种利用锂辉石制取碳酸锂的方法。

2、本申请提供一种利用锂辉石制取碳酸锂的方法，采用如下的技术方案：

3、一种利用锂辉石制取碳酸锂的方法，包括如下步骤：

4、一、研磨萃取

5、将锂辉石矿石粉碎成粉末，并通过胺类溶剂将锂辉石粉末浸泡，充分搅拌，得到混合物1；

6、二、离子交换

7、对步骤一中的混合物1进行相分离，收集液相，并将液相通入锂离子交换树脂；

8、三、洗脱浓缩

9、利用酸性溶液对锂离子交换树脂进行洗脱；控制温度为80～100℃，ph为8～10蒸发浓缩5～20h，形成碳酸锂晶体固液混合物；

10、四、分离收集

11、将步骤三中浓缩的碳酸锂晶体固液混合物过滤收集，得到碳酸锂晶体。

12、在一个具体的可实施方案中，步骤一中的胺类溶剂选择苯丙胺、乙二胺和乙胺中的一种。

13、在一个具体的可实施方案中，其特征在于：步骤二中，相分离的方法是离心、沉淀和蒸馏中的一种。

14、在一个具体的可实施方案中，其特征在于：步骤三中，用于洗脱锂离子交换树脂的酸性溶液的ph为2～4，选用硫酸、盐酸和磷酸中的一种或多种。

15、在一个具体的可实施方案中，其特征在于：步骤二中，锂离子交换树脂的粒径为50～200μm，孔径为10～30nm，交换容量为每1g树脂交换0.5～2mg的锂。

16、本申请具有以下有益效果：

17、1、本申请采用了胺类溶剂进行研磨萃取，相比于石灰烧结法和氧化焙烧法而言，避免了高温烧结和氧化的过程，减少了对能源和原料的消耗，降低了对锂辉石矿石的浪费。同时，通过离子交换和洗脱浓缩的步骤，可以高效回收和利用锂离子，减少资源浪费。

18、2、与石灰烧结法和氧化焙烧法相比，本申请不需要高温烧结和氧化的步骤，因此能耗较低。同时，使用酸性溶液进行锂离子交换树脂的洗脱过程，可以实现锂的高效回收，减少了对原料和化学药剂的使用量。与硫酸法相比，本申请避免了大量的硫酸钙等固废的产生，减少了环境污染的风险。因此，在能源消耗和废物排放方面具有较高的节能环保性。

19、3、相比于石灰烧结法和氧化焙烧法，本申请的工艺步骤相对简单，减少了操作步骤和设备要求，从而降低了工艺的复杂性和成本。同时，通过优化酸性溶液的ph值、温度和浓缩时间等参数，可以实现高效的锂离子洗脱和浓缩，提高碳酸锂的产率和纯度，降低生产成本。

20、4、本申请通过控制锂离子交换树脂的粒径、孔径和交换容量等参数，可以实现更高的选择性和吸附效率，从而获得高纯度的碳酸锂产品。此外，避免了硫酸法中钠离子对产品质量的影响，符合国家绿色环保的生产理念和政策。

技术特征：

1.一种利用锂辉石制取碳酸锂的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种利用锂辉石制取碳酸锂的方法，其特征在于：步骤一中的胺类溶剂选择苯丙胺、乙二胺和乙胺中的一种。

3.根据权利要求2所述的一种利用锂辉石制取碳酸锂的方法，其特征在于：步骤二中，相分离的方法是离心、沉淀和蒸馏中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种利用锂辉石制取碳酸锂的方法，其特征在于：步骤三中，用于洗脱锂离子交换树脂的酸性溶液的ph为2～4，选用硫酸、盐酸和磷酸中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种利用锂辉石制取碳酸锂的方法，其特征在于：步骤二中，锂离子交换树脂的粒径为50～200μm，孔径为10～30nm，交换容量为每1g树脂交换0.5～2mg的锂。

技术总结
本申请涉及矿产资源利用的领域，具体涉及一种利用锂辉石制取碳酸锂的方法。该方法包括如下步骤：研磨萃取；将锂辉石矿石粉碎成粉末，并通过胺类溶剂将锂辉石粉末浸泡，充分搅拌，得到混合物1；离子交换；对步骤一中的混合物1进行相分离，收集液相，并将液相通入锂离子交换树脂；洗脱浓缩；利用酸性溶液对锂离子交换树脂进行洗脱；形成碳酸锂晶体固液混合物；分离收集；将上述中浓缩的碳酸锂晶体固液混合物过滤收集，得到碳酸锂晶体。本申请采用了胺类溶剂进行研磨萃取，相比于石灰烧结法和氧化焙烧法而言，避免了高温烧结和氧化的过程，减少了对能源和原料的消耗。同时，通过离子交换和洗脱浓缩，可以高效回收和利用锂离子，减少了资源浪费。

技术研发人员：南东东,邱联春,童声,张明,张颖,李娜
受保护的技术使用者：江西金辉锂业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15