[发明专利]一种锂云母连续反应提锂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿石提锂技术领域，涉及一种锂云母在连续反应器内提锂的方法。

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，锂、钠、钾、铷、铯、钽、铌、铝等。锂和锂盐已经由传统的应用领域如玻璃陶瓷、电解铝、润滑脂、制冷等扩展到铝锂合金、锂电池、核聚变等高新技术领域，特别是新能源对于高效蓄电池可能存在的爆发式需求增长，对锂盐工业的技术进步提出了紧迫的挑战，研究新的锂矿物提锂技术对世界新能源的发展具有十分重要的意义。

目前提锂的主要原料是盐湖卤水和固体锂矿物，中国锂云母和锂辉石的储量丰富。从锂矿物中提锂的方法主要有硫酸盐法、氯化物法、石灰石法、硫酸法以及气- 固反应法。这些方法存在着生产成本高，能耗大，锂提取率低，废渣量大，污染大，反应效率低等突出问题。

本发明所提出的连续反应方法为气液固三相流化压力反应体系，不需要外加搅拌以及提供外加热量，利用两股物料在反应前泵输送容易的特点，利用泵送后物料的压力与流速，在连续压力反应器中混合与反应，避免了在这种含氟、高浓度硫酸强腐蚀性混合酸浆料反应体系的搅拌反应器制作与设计难题，能耗低、流程简单、投资少；由于含氟酸对反应过程起着重要促进反应的作用，传统的反应釜反应器含氟气体易挥发而逸出反应浆料导致气液分层，浆料中氟含量降低导致反应速度下降，本发明的多相流化压力反应体系可最大程度避免含氟气体逸出反应浆料而对反应过程具有促进作用，缩短反应时间；也彻底避免了传统搅拌混合反应器密封难易造成环境污染的隐患。因此本发明更适用于工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术不能高效的提取锂云母中锂元素及综合利用其他有价值成分的技术问题，提供锂云母在连续反应器内提锂的方法，以克服现有技术的不足。本发明方法步骤简单，能耗少，达到低成本高效生产锂盐及综合利用其他有价值成分的目的，而且使涉及混合酸腐蚀、温度较高的极其复杂的反应过程的大规模工业化成为可能。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

锂云母在连续反应器内提锂的方法包括如下步骤：

1）将锂云母和含氟酸按照比例混合于混料罐，搅拌均匀成浆料，用泵输送到连续反应器中；

2）同时与锂云母一定重量比例的硫酸用泵输送到连续反应器中与泵入的锂云母与含氟酸在连续反应器内混合反应；

3）将连续反应器中反应完全的浆料流入或者喷雾进入到脱水、脱氟反应器中进一步完成脱水、脱氟反应；

4）脱水、脱氟反应后的反应渣为硫酸锂、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铷、硫酸铯、硫酸铝及二氧化硅的混合物，从中提取得到锂盐、钠盐、钾盐、铷盐、铯盐、铝盐。

步骤1）所述锂云母中氧化锂含量≥1.0wt%，颗粒大小60-500目；所述含氟酸为氢氟酸、氟硅酸、氟磺酸中的一种或多种，其中，含氟元素的质量浓度为1%-30%；步骤2）所述硫酸质量浓度为20%-100%。

在步骤1）中锂云母的总量为1.0，含氟酸与锂云母的重量比为0.5-5：1；步骤2）中硫酸与锂云母的重量比是基于步骤1）中锂云母的总量，为0.5-3：1。

步骤2）中反应浆料在连续反应器内的停留反应时间为：0.1h-4h，反应温度为：30℃-180℃，反应浆料在连续反应器内的流动速度为：0.08m/s-3.5m/s，反应过程的压力为：0.1MPa -1.0MPa。

步骤1）所述连续反应器及体系为气液固三相流化压力反应器，其结构形式为气液固三相流化床反应器、气液固三相管道反应器或者二者的结合；反应器不含有外加的动力搅拌混合装置以及加热系统，利用步骤1与步骤2泵入的两股物料在反应器中的速度与压力在流动中混合，同时利用反应产生的气体或者还与通入反应器的压缩空气混合，并反应。

步骤3）中脱水、脱氟反应器为回转窑、喷雾干燥器或者闪蒸干燥器中的一种，其脱水、脱氟的焙烧时间为0.5-4h，温度为100-500℃。

采用该方法处理，锂云母中锂的提取率≥96%。

本发明与现有技术相比，具有下述优点：