一种硫酸盐高温焙烧从磷锂铝石原料中提锂的方法与流程

1.本发明属于金属提炼技术领域，具体涉及一种硫酸盐高温焙烧从磷锂铝石原料中提锂的方法。


背景技术：

2.锂是重要的能源金属，被称为“白石油”，用途非常广泛，正成为世界能源发展的新动力。目前我国已基本建立了以矿石提锂、卤水提锂为基础，覆盖碳酸锂、氯化锂、氢氧化锂、金属锂等系列产品的现代基础锂工业。目前工业上用作锂原料的一般是锂辉石、透锂长石、锂云母等，以磷锂铝石为锂资源的开发利用技术落后，未见工业化生产。磷锂铝石(lial(po4)(ohf))是一种含锂、铝的氟磷酸盐，常含na、k、rb、cs、si、ca等元素，是含锂较高的工业矿物之一，其纯矿物w(li2o)为10.25％，实际w(li2o)为6.0％～9.5％，资源量不大。对于磷锂铝石中锂的工业化应用，因资源限制及开发资源难等问题目前没有工业化生产。因此寻找一种成本低、简单、高效从磷锂铝石矿石中锂提取方法显得尤为重要。


技术实现要素：

3.本发明目的在于提供一种硫酸盐高温焙烧从磷锂铝石原料中提锂的方法，采用特定配比的磷锂铝石细粉料与复合盐作为焙烧料，并经过焙烧、研磨、浸出、净化等工序工段，通过对配料组成、工艺链优化和焙烧过程节点的控制等，能够降低锂提取的生产成本，提高磷锂铝石回收率，本发明锂渣中的锂离子浓度≤0.19wt％，同时本发明工艺流程简短，有利于实现工业化生产。
4.本发明提供的技术方案如下：
5.本发明提供了一种硫酸盐高温焙烧从磷锂铝石原料中提锂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
6.s1、破碎处理：将磷锂铝石先进行粗碎、中碎、细碎后过筛，筛下物进入球磨机研磨后进行筛分，再细磨粉处理，得到磷锂铝石细粉料；
7.s2、混合：将磷锂铝石细粉料与硫酸钠、硫酸钙、碳酸钙置于混合器中充分混合均匀，得到焙烧混合料，其中所述磷锂铝石细粉料与硫酸钠、硫酸钙、碳酸钙的质量比为45︰(20-24) ︰(25-27)︰(5.5-6.5)；
8.s3、焙烧：将混合好的焙烧混合料经焙烧窑回转焙烧，控制温度在850℃～950℃，焙烧时间是0.8h～1.2h，焙烧后进行机械破碎球磨，研磨粉处理至60目～80目，得到焙砂破碎细粉料；
9.s4、热水浸出：将焙烧破碎细粉料加水充分搅拌混合，进行一次性浸出多次洗涤处理，水的温度为50℃～80℃，浸出时间为0.5h～0.8h，得到硫酸锂固液混合料；
10.s5、固液分离和逆流洗涤：将硫酸锂固液混合料经过过滤装置进行固液分离获得滤渣和滤液，对滤渣用水进行3次逆流洗涤，洗涤液与滤液合并得到制锂溶液；
11.s6、将上述制锂溶液加入氢氧化钠调碱ph5-9，净化除杂fe
3+
，al
3+
，再用d401树脂
吸附净化处理ca
2+
、mg
2+
，经过中和、浓缩，然后加入少量的双氧水将二价铁氧化成三价铁，蒸发浓缩得到精制锂液，再沉锂制备工业级碳酸锂产品或者电池级碳酸锂。
12.进一步，所述s2步骤中，所述磷锂铝石细粉料、硫酸钠、硫酸钙和碳酸钙的质量比为 45︰23︰26︰6。
13.进一步，所述s4步骤中，所述焙烧细粉料和水的质量比为1:6。
14.进一步，所述s5步骤中，所述滤渣经过3次逆流洗涤后，滤渣中锂离子浓度≤0.19wt％。
15.进一步，所述s6步骤中，所述浓缩液中锂离子浓度含量为11～13g/l。
16.进一步，所述s6步骤中，所述浓缩液中ca
2+
、mg
2+
、p、f-离子质量浓度≤0.09wt％。
17.本发明取得的有益效果为：
18.本发明采用特定配比的磷锂铝石细粉料与复合盐作为焙烧料，并经过焙烧、研磨、浸出、净化等工序工段，通过对配料组成、工艺链优化和焙烧过程节点的控制等，能够降低锂提取的生产成本，提高磷锂铝石回收率，本发明锂渣中的锂离子浓度≤0.19wt％，同时本发明工艺流程简短，有利于实现工业化生产。
具体实施方式
19.下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
20.本发明试验例使用的磷锂铝石经过检测，其成分见表1。
21.表1磷锂铝石矿样分析结果(％)
22.w(li2o)w(fe2o3)w(al2o3)w(p2o5)w(k2o)w(sio2)7.003.2825.6936.272.1516.35
23.对比例1
24.从磷锂铝石原料中提锂的方法。
25.1、将磷锂铝石经过粗碎、中碎、细碎后振动筛分后处理至60目～80目，得到磷锂铝石细粉料；
26.2、磷锂铝石细粉料、硫酸钠、硫酸钙按照质量比45︰23︰32，充分搅拌混合均匀，得到焙烧混合料；
27.3、提升机将焙烧混合料输送至回转窑中焙烧，高温段焙烧温度850℃～950℃，焙烧时间1.0h，烧制成熟料，经过破碎机预处理成粒度为0.5mm～1.2mm半成品，传送带输送到球磨机中；研磨粉处理至60目～80目，得到焙砂破碎细粉料；
28.4、将焙烧破碎细粉料加水充分搅拌混合，液固质量比＝6:1制备成混合浆料，泵输送至搅拌桶搅拌浸出，浸出水的温度为60℃～70℃，水浸出时间为0.5h，使熟料细粉中的锂充分释放出来进入到液体中固液分离和逆流洗涤，得到硫酸锂固液混合料；
29.5、将硫酸锂固液混合料经过带式过滤机进行固液分离获得滤渣和滤液，滤渣可以制作耐火砖的原料。对滤渣进行3次逆流洗涤，过滤装置是带式过滤机，控制锂渣中锂离子浓度≤ 0.19wt％；制锂净化溶液，将上述制备的滤液和洗涤液混合一起为制锂溶液；
30.6、将上述制锂溶液加入氢氧化钠调碱ph5-9，净化除杂fe
3+
，al
3+
，再用d401树脂吸
附净化处理ca
2+
、mg
2+
，经过中和、浓缩，浓缩为浓缩液锂离子浓度含量为8.62g/l。然后加入少量的双氧水将二价铁氧化成三价铁，蒸发浓缩得到精制锂液，再沉锂制备工业级碳酸锂产品或者电池级碳酸锂。
31.对比例2
32.从磷锂铝石原料中提锂的方法。
33.1、将磷锂铝石经过粗碎、中碎、细碎后振动筛分后处理至60目～80目，得到磷锂铝石细粉料；
34.2、磷锂铝石细粉料、硫酸钠、碳酸钙按照质量比45︰23︰32，充分搅拌混合均匀，得到焙烧混合料；
35.3、提升机将焙烧混合料输送至回转窑中焙烧，高温段焙烧温度850℃～950℃，焙烧时间 1.0h，烧制成熟料，经过破碎机预处理成粒度为0.5mm～1.2mm半成品，传送带输送到球磨机中；研磨粉处理至60目～80目，得到焙砂破碎细粉料；
36.4、将焙烧破碎细粉料加水充分搅拌混合，液固质量比＝6:1制备成混合浆料，泵输送至搅拌桶搅拌浸出，浸出水的温度为60℃～70℃，水浸出时间为0.5h，使熟料细粉中的锂充分释放出来进入到液体中固液分离和逆流洗涤，得到硫酸锂固液混合料；
37.5、将硫酸锂固液混合料经过带式过滤机进行固液分离获得滤渣和滤液，滤渣可以制作耐火砖的原料。对滤渣进行3次逆流洗涤，过滤装置是带式过滤机，控制锂渣中锂离子浓度≤ 0.19wt％；制锂净化溶液，将上述制备的滤液和洗涤液混合一起为制锂溶液；
38.6、将上述制锂溶液加入氢氧化钠调碱ph5-9，净化除杂fe
3+
，al
3+
，再用d401树脂吸附净化处理ca
2+
、mg
2+
，经过中和、浓缩，浓缩为浓缩液锂离子浓度含量为8.39g/l。然后加入少量的双氧水将二价铁氧化成三价铁，蒸发浓缩得到精制锂液，再沉锂制备工业级碳酸锂产品或者电池级碳酸锂。
39.对比例3
40.从磷锂铝石原料中提锂的方法。
41.1、将磷锂铝石经过粗碎、中碎、细碎后振动筛分后处理至60目～80目，得到磷锂铝石细粉料；
42.2、磷锂铝石细粉料、硫酸钙、碳酸钙按照质量比45︰49︰6，充分搅拌混合均匀，得到焙烧混合料；
43.3、提升机将焙烧混合料输送至回转窑中焙烧，高温段焙烧温度850℃～950℃，焙烧时间 1.0h，烧制成熟料，经过破碎机预处理成粒度为0.5mm～1.2mm半成品，传送带输送到球磨机中；研磨粉处理至60目～80目，得到焙砂破碎细粉料；
44.4、将焙烧破碎细粉料加水充分搅拌混合，液固质量比＝6:1制备成混合浆料，泵输送至搅拌桶搅拌浸出，浸出水的温度为60℃～70℃，水浸出时间为0.5h，使熟料细粉中的锂充分释放出来进入到液体中固液分离和逆流洗涤，得到硫酸锂固液混合料；
45.5、将硫酸锂固液混合料经过带式过滤机进行固液分离获得滤渣和滤液，滤渣可以制作耐火砖的原料。对滤渣进行3次逆流洗涤，过滤装置是带式过滤机，控制锂渣中锂离子浓度≤ 0.19wt％；制锂净化溶液，将上述制备的滤液和洗涤液混合一起为制锂溶液；
46.6、将上述制锂溶液加入氢氧化钠调碱ph5-9，净化除杂fe
3+
，al
3+
，再用d401树脂吸附净化处理ca
2+
、mg
2+
，经过中和、浓缩，浓缩为浓缩液锂离子浓度含量为7.44g/l。然后加入
少量的双氧水将二价铁氧化成三价铁，蒸发浓缩得到精制锂液，再沉锂制备工业级碳酸锂产品或者电池级碳酸锂。
47.对比例4
48.从磷锂铝石原料中提锂的方法。
49.1、将磷锂铝石经过粗碎、中碎、细碎后振动筛分后处理至60目～80目，得到磷锂铝石细粉料；
50.2、磷锂铝石细粉料、硫酸钠、硫酸钙、碳酸钙按照质量比45︰23︰26︰18，充分搅拌混合均匀，得到焙烧混合料；
51.3、提升机将焙烧混合料输送至回转窑中焙烧，高温段焙烧温度850℃～950℃，焙烧时间 1.0h，烧制成熟料，经过破碎机预处理成粒度为0.5mm～1.2mm半成品，传送带输送到球磨机中；研磨粉处理至60目～80目，得到焙砂破碎细粉料；
52.4、将焙烧破碎细粉料加水充分搅拌混合，液固质量比＝6:1制备成混合浆料，泵输送至搅拌桶搅拌浸出，浸出水的温度为60℃～70℃，水浸出时间为0.5h，使熟料细粉中的锂充分释放出来进入到液体中固液分离和逆流洗涤，得到硫酸锂固液混合料；
53.5、将硫酸锂固液混合料经过带式过滤机进行固液分离获得滤渣和滤液，滤渣可以制作耐火砖的原料。对滤渣进行3次逆流洗涤，过滤装置是带式过滤机，控制锂渣中锂离子浓度≤ 0.19wt％；制锂净化溶液，将上述制备的滤液和洗涤液混合一起为制锂溶液；
54.6、将上述制锂溶液加入氢氧化钠调碱ph5-9，净化除杂fe
3+
，al
3+
，再用d401树脂吸附净化处理ca
2+
、mg
2+
，经过中和、浓缩，浓缩为浓缩液锂离子浓度含量为9.23g/l。然后加入少量的双氧水将二价铁氧化成三价铁，蒸发浓缩得到精制锂液，再沉锂制备工业级碳酸锂产品或者电池级碳酸锂。
55.实施例1
56.从磷锂铝石原料中提锂的方法。
57.1、将磷锂铝石经过粗碎、中碎、细碎后振动筛分后处理至60目～80目，得到磷锂铝石细粉料；
58.2、磷锂铝石细粉料、硫酸钠、硫酸钙、碳酸钙按照质量比45︰23︰26︰6，充分搅拌混合均匀，得到焙烧混合料；
59.3、提升机将焙烧混合料输送至回转窑中焙烧，高温段焙烧温度850℃～950℃，焙烧时间 1.0h，烧制成熟料，经过破碎机预处理成粒度为0.5mm～1.2mm半成品，传送带输送到球磨机中；研磨粉处理至60目～80目，得到焙砂破碎细粉料；
60.4、将焙烧破碎细粉料加水充分搅拌混合，液固质量比＝6:1制备成混合浆料，泵输送至搅拌桶搅拌浸出，浸出水的温度为60℃～70℃，水浸出时间为0.5h，使熟料细粉中的锂充分释放出来进入到液体中固液分离和逆流洗涤，得到硫酸锂固液混合料；
61.5、将硫酸锂固液混合料经过带式过滤机进行固液分离获得滤渣和滤液，滤渣可以制作耐火砖的原料。对滤渣进行3次逆流洗涤，过滤装置是带式过滤机，控制锂渣中锂离子浓度≤ 0.19wt％；制锂净化溶液，将上述制备的滤液和洗涤液混合一起为制锂溶液；
62.6、将上述制锂溶液加入氢氧化钠调碱ph5-9，净化除杂fe
3+
，al
3+
，再用d401树脂吸附净化处理ca
2+
、mg
2+
，经过中和、浓缩，浓缩为浓缩液锂离子浓度含量为11.8g/l。然后加入少量的双氧水将二价铁氧化成三价铁，蒸发浓缩得到精制锂液，再沉锂制备工业级碳酸锂
产品或者电池级碳酸锂。
63.本发明采用特定配比的磷锂铝石细粉料与复合盐作为焙烧料，并经过焙烧、研磨、浸出、净化等工序工段，通过对配料组成、工艺链优化和焙烧过程节点的控制等，能够降低锂提取的生产成本，提高磷锂铝石回收率，本发明锂渣中的锂离子浓度≤0.19wt％，同时本发明工艺流程简短，有利于实现工业化生产。

技术特征：
1.一种硫酸盐高温焙烧从磷锂铝石原料中提锂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：s1、破碎处理：将磷锂铝石先进行粗碎、中碎、细碎后过筛，筛下物进入球磨机研磨后进行筛分，再细磨粉处理，得到磷锂铝石细粉料；s2、混合：将磷锂铝石细粉料与硫酸钠、硫酸钙、碳酸钙置于混合器中充分混合均匀，得到焙烧混合料，其中所述磷锂铝石细粉料与硫酸钠、硫酸钙、碳酸钙的质量比为45︰（20-24）︰（25-27）︰（5.5-6.5）；s3、焙烧：将混合好的焙烧混合料经焙烧窑回转焙烧，控制温度在850℃~950℃，焙烧时间是0.8h~1.2h，焙烧后进行机械破碎球磨，研磨粉处理至60目~80目，得到焙砂破碎细粉料；s4、热水浸出：将焙烧破碎细粉料加水充分搅拌混合，进行一次性浸出多次洗涤处理，水的温度为50℃~80℃，浸出时间为0.5h~0.8h，得到硫酸锂固液混合料；s5、固液分离和逆流洗涤：将硫酸锂固液混合料经过过滤装置进行固液分离获得滤渣和滤液，对滤渣用水进行3次逆流洗涤，洗涤液与滤液合并得到制锂溶液；s6、制备净化溶液：将上述制锂溶液加入氢氧化钠调碱ph5-9，净化除杂fe
3+
，al
3+
，再用d401树脂吸附净化处理ca
2+
、mg
2+
，经过中和、浓缩，然后加入少量的双氧水将二价铁氧化成三价铁，蒸发浓缩得到精制锂液，再沉锂制备工业级碳酸锂产品或者电池级碳酸锂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s2步骤中，所述磷锂铝石细粉料、硫酸钠、硫酸钙和碳酸钙的质量比为45︰23︰26︰6。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s4步骤中，所述焙烧细粉料和水的质量比为1:6。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s5步骤中，所述滤渣经过3次逆流洗涤后，滤渣中锂离子浓度≤0.19wt%。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s6步骤中，所述浓缩液中锂离子浓度含量为11~13g/l。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s6步骤中，所述浓缩液中ca
2+
、mg
2+
、p、f-离子质量浓度≤0.09wt %。

技术总结
本发明提供一种硫酸盐高温焙烧从磷锂铝石原料中提锂的方法，包括破碎、焙烧、研磨、浸出、净化等工序工段，通过对配料组成、工艺链优化和焙烧过程节点的控制等，能够降低锂提取的生产成本，提高磷锂铝石回收率，本发明锂渣中的锂离子浓度≤0.19wt%，同时本发明工艺流程简短，有利于实现工业化生产。有利于实现工业化生产。


技术研发人员：南东东 张国强 曾小毛 穆健书 毛若明 吴进方 易磊 南天 张颖
受保护的技术使用者：江西金辉锂业有限公司
技术研发日：2021.10.27
技术公布日：2022/1/28