專利名稱：一種從鋰礦石中提鋰制備碳酸鋰的方法
技術領域：
本發明涉及鋰礦石綜合開發利用技術領域，尤其涉及一種采用低溫濕法從鋰礦石中提鋰制備碳酸鋰的方法。
背景技術：
鋰是一種重要的戰略性資源物質，是現代高科技產品不可或缺的重要原材料。提取鋰的主要原料為鋰輝石、鋰云母、鋰透長石和鹽湖鹵水。根據不同的原料，鋰的提取分為從鋰礦石和鹽湖商水提取兩種方法。
目前礦石提鋰的方法有
(1)石灰燒結法。該法是將鋰礦石與石灰石按1 3(質量比)配料，在850-950°C 下高溫焙燒、球磨、水浸出，得到含LiA 3 4g/l的LiOH溶液，再通過沉降、過濾、凈化、 除雜、蒸發、結晶，干燥得到氫氧化鋰。這是目前主要的工業生產方法，該法原料易得、價格低廉、來源廣泛，生產工藝簡單，但石灰石配比高，需要在回轉窯內分解大量的石灰石，能耗高，物料流量大，設備產能低(Φ2. 07X45米回轉窯的設計產能為800噸/年)，渣量大(42 噸渣/噸產品)、回收率低(67%左右)。
( 硫酸鹽法。該法是將鋰礦石與硫酸鉀等輔料混合，高溫焙燒、球磨、浸出、凈化、 蒸發、沉淀制碳酸鋰。該法雖然優于石灰燒結法，但仍存在以下問題一是硫酸鉀耗量大，而且硫酸鉀的成本是石灰石的4 5倍，導致生產成本較高；二是由于硫酸鉀的加入，使爐料熔點下降，極易出現部分熔融和燒結，使鋰的浸出率大大降低。
(3)氯化焙燒法。該法是在焙燒溫度下使鋰礦石中的鋰及其它堿金屬元素與氯化劑發生氯化反應，生成相應的氯化物，然后從這些氯化物中分別提取各種堿金屬化合物產品。工藝流程主要包括配料制球、氯化焙燒、滲濾溶出，溶液凈化、濃縮結晶、冷卻結晶、碳酸鋰沉淀和洗滌烘干等。
(4)堿壓煮法。該法是將鋰礦石磨細后，直接加水加氫氧化鈣在高壓釜內進行壓煮，壓煮溫度為240 260°C，壓力為2. 8Mpa,反應4小時，鋰礦石的分解率可達95%。但此法氫氧化鈣用量大，節能效果不顯著，壓煮時的溫度、壓力都很高，而且高壓浸出設備的造價也很高。
經對現有技術的文獻檢索發現，由于鋰的重要性，目前對礦石提鋰的研究非常活躍。如黃際芬，唐賢柳等人在專利CN1067028中公開了一種鋰云母精礦混合堿壓煮法制取碳酸鋰的技術，是將精礦通入水蒸汽進行焙燒，然后將焙料配入混合堿(如氧化鈣、碳酸鈉或氫氧化鈉)進行研磨調漿、溶液凈化、蒸發濃縮、碳酸化提鋰，混合堿回收循環使用，鉀、 銣、銫綜合回收。
徐龍泉，曾祖亮等人在專利CN1267636中公開了一種硫酸法生產電池級碳酸鋰的方法，是將鋰精礦進行轉型焙燒、酸化焙燒、浸取、凈化處理、濃縮處理、沉鋰處理、清洗、干燥處理、粉碎、包裝加工而成。該方法具有產品質量穩定，生產工藝簡單，充分利用資源，成本低等特點。適宜鋰離子電池原材料的生產應用。3
鐘輝，許惠在專利CN1827527中公開了一種從鋰云母中提取鋰制Li2CO3的方法，其基本工序為將鋰云母礦加入CaF、CaSO4, Na2SO4等輔料于一定溫度下進行焙燒改性后，球磨、浸出、過濾，再將浸出液加入Na2CO3沉淀Li+，形成Li2CO3沉淀，過濾得到的固體經洗滌、 干燥即為Li2CO3產品，過濾母液返回循環于沉淀Li+過程，經2次循環后該過濾母液經冷卻結晶，析出K2S04、Na2S04混合鹽，將該混合鹽一部分返回作輔料與鋰云母礦混合焙燒循環利用，另一部分可作為制硫酸鉀的原料。可以看出，目前國內外從礦石提鋰的方法采用的都是在高溫下焙燒，然后浸取結晶的工藝，均具有能耗高、工藝復雜的特點。

發明內容
針對現有技術的不足，本發明旨在提供一種從鋰礦中提取鋰的方法，該方法具有工藝簡單，不需要高溫反應，能耗低，而且鋰的提取率高，大大降低了生產成本。本發明采用的技術方案是一種從鋰礦石中提鋰制備碳酸鋰的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟(1)鋰礦石與氟硅酸反應將粉碎后的鋰礦石粉放入反應釜內，按質量(g)與體積 (ml)之比=1 1 1 10的比例加入氟硅酸，加熱攪拌反應1. 0-3. 0小時；(2)過濾將步驟(1)所得反應產物過濾，將所得固體加入到除氟反應器中；(3)除氟反應向除氟反應器中加入硫酸進行除氟反應，上述固體反應物與硫酸的質量比為1 0.1-1 0.8，反應時間為0.5-4小時；(4)加水溶解將步驟C3)所得反應產物過濾，所得固體加入到溶解釜中，按質量比1 1 1 5的比例加入水，加熱至沸騰，攪拌溶解2-30分鐘；(5)中和反應將步驟⑷所得反應產物過濾，所得濾液送入中和池，加入氨水調節PH值至4 10 ；(6)碳化沉鋰將步驟( 所得反應產物過濾，向所得濾液中加入可溶性碳酸鹽， 攪拌反應2-20分鐘，然后陳化0. 5-2小時，過濾，所得固體產物即為粗碳酸鋰，將粗碳酸鋰逆洗干燥，即得產品碳酸鋰。優選地，步驟(1)中的鋰礦石粉的粒度為80 200目。優選地，步驟(1)中的氟硅酸的質量百分比濃度為10% 50%。優選地，步驟(1)中的反應溫度為90°C -140°C。優選地，步驟(3)中的硫酸的質量百分比濃度為50% -98%。優選地，步驟(4)所用氨水的質量百分比濃度為5% 30%。優選地，步驟(6)中所述可溶性碳酸鹽為碳酸銨。優選地，步驟(6)中濾液與可溶性碳酸鹽的質量比為3 0.02 3 1。本發明克服了傳統工藝上的將鋰礦石高溫焙燒，加壓反應等高能耗工藝，是一種采用低溫濕法從鋰礦石中提取鋰的方法，具有工藝簡單、能耗低、提取率高的特點，而且副產品綜合利用率高，大大降低了生產成本。


圖1為本發明所述的從鋰礦中提取鋰的方法的示意圖。
具體實施方式
實施例1
(1)將粉碎到80 200目的鋰輝石粉IOOOg放入反應釜內，加入IOOOml質量百分比濃度為50%的氟硅酸，加熱到90°C，反應1小時；
(2)將步驟(1)的反應產物過濾，過濾所得固體加入到除氟反應器中；
(3)向除氟反應器中加入質量百分比濃度為50%的硫酸進行除氟反應，且固體反應物與硫酸的質量比為1 0. 8，反應時間為4小時；
(4)將步驟(3)所得反應產物過濾，所得固體加入到溶解釜中，按質量比1 1的比例加入水，加熱至沸騰，攪拌溶解30分鐘；
(5)將步驟(4)所得反應產物用壓濾機過濾，所得濾液送入中和池，加入質量百分比濃度為5%的氨水調節PH值至4 ；
(6)將步驟( 所得反應產物過濾，向所得濾液中加入碳酸銨，且濾液與碳酸銨的質量比為3 1，攪拌反應20分鐘，然后陳化0.5小時，用壓濾機過濾，所得固體產物即為粗碳酸鋰，將粗碳酸鋰逆洗干燥，即得產品碳酸鋰。
實施例2
(1)將粉碎到80 200目的鋰云母粉IOOOg放入反應釜內，加入10000ml質量百分比濃度為10%的氟硅酸，加熱到120°C，反應3小時；
(2)將步驟(1)的反應產物過濾，過濾所得固體加入到除氟反應器中；
(3)向除氟反應器中加入質量百分比濃度為98%的硫酸進行除氟反應，且固體反應物與硫酸的質量比為1 0. 1，反應時間為0. 5小時；
(4)將步驟C3)所得反應產物過濾，所得固體加入到溶解釜中，按質量比1 5的比例加入水，加熱至沸騰，攪拌溶解2分鐘；
(5)將步驟(4)所得反應產物用壓濾機過濾，所得濾液送入中和池，加入質量百分比濃度為30%的氨水調節PH值至6 ；
(6)將步驟( 所得反應產物過濾，向所得濾液中加入碳酸銨，且濾液與碳酸鈉的質量比為3 0.02，攪拌反應2分鐘，然后陳化2小時，用壓濾機過濾，所得固體產物即為粗碳酸鋰，將粗碳酸鋰逆洗干燥，即得產品碳酸鋰。
實施例3
(1)將粉碎到80 200目的鋰長石粉IOOOg放入反應釜內，加入3000ml質量百分比濃度為40%的氟硅酸，加熱到100°C，反應1. 5小時；
(2)將步驟(1)的反應產物過濾，過濾所得固體加入到除氟反應器中；
(3)向除氟反應器中加入質量百分比濃度為65%的硫酸進行除氟反應，且固體反應物與硫酸的質量比為1 0. 6，反應時間為2小時；
(4)將步驟C3)所得反應產物過濾，所得固體加入到溶解釜中，按質量比1 2的比例加入水，加熱至沸騰，攪拌溶解20分鐘；
(5)將步驟(4)所得反應產物用壓濾機過濾，所得濾液送入中和池，加入質量百分比濃度為15%的氨水調節PH值至8 ；
(6)將步驟( 所得反應產物過濾，向所得濾液中加入碳酸銨，且濾液與碳酸銨的
權利要求
1.一種從鋰礦石中提鋰制備碳酸鋰的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟(1)鋰礦石與氟硅酸反應將粉碎后的鋰礦石粉放入反應釜內，按質量(g)與體積(ml) 之比=1 1 1 10的比例加入氟硅酸，加熱攪拌反應1. 0-3. 0小時；(2)過濾將步驟(1)所得反應產物過濾，將所得固體加入到除氟反應器中；(3)除氟反應向除氟反應器中加入硫酸進行除氟反應，上述固體反應物與硫酸的質量比為1 0.1-1 0.8，反應時間為0.5-4小時；(4)加水溶解將步驟C3)所得反應產物過濾，所得固體加入到溶解釜中，按質量比 1 1 1 5的比例加入水，加熱至沸騰，攪拌溶解2-30分鐘；(5)中和反應將步驟(4)所得反應產物過濾，所得濾液送入中和池，加入氨水調節PH 值至4 10 ；(6)碳化沉鋰將步驟( 所得反應產物過濾，向所得濾液中加入可溶性碳酸鹽，攪拌反應2-20分鐘，然后陳化0. 5-2小時，過濾，所得固體產物即為粗碳酸鋰，將粗碳酸鋰逆洗干燥，即得產品碳酸鋰。
2.如權利要求1所述的從鋰礦石中提鋰制備碳酸鋰的方法，其特征在于，步驟(1)中的鋰礦石粉的粒度為80 200目。
3.如權利要求1所述的從鋰礦石中提鋰制備碳酸鋰的方法，其特征在于，步驟(1)中的氟硅酸的質量百分比濃度為10% 50%。
4.如權利要求1所述的從鋰礦石中提鋰制備碳酸鋰的方法，其特征在于，步驟(1)中的反應溫度為90°C -140°C。
5.如權利要求1所述的從鋰礦石中提鋰制備碳酸鋰的方法，其特征在于，步驟(3)中的硫酸的質量百分比濃度為50% -98%。
6.如權利要求1所述的從鋰礦石中提鋰制備碳酸鋰的方法，其特征在于，步驟(4)所用氨水的質量百分比濃度為5% 30%。
7.如權利要求1所述的從鋰礦石中提鋰制備碳酸鋰的方法，其特征在于，步驟(6)中所述可溶性碳酸鹽為碳酸銨。
8.如權利要求1所述的從鋰礦石中提鋰制備碳酸鋰的方法，其特征在于，步驟(6)中濾液與可溶性碳酸鹽的質量比為3 0.02 3 1。
全文摘要
本發明涉及一種從鋰礦石中提鋰制備碳酸鋰的方法，包括以下步驟(1)鋰礦石與氟硅酸反應；(2)過濾；(3)除氟反應；(4)加水溶解；(5)中和反應；(6)碳化沉鋰。本發明不需要傳統工藝中將鋰礦石高溫焙燒、加壓反應等高能耗的工藝，是一種低溫濕法從鋰礦石中提取鋰的方法，具有工藝簡單、能耗低、提取率高的特點，而且副產品綜合利用率高，大大降低了生產成本。
文檔編號C01D15/08GK102502721SQ20111036162
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年11月15日
發明者薛彥輝 申請人:薛彥輝