[发明专利]一种含锂矿物制备金属锂的方法

说明书

本发明提供了一种含锂矿物制备金属锂的方法，属于矿物冶炼领域。包括以下步骤：将含锂矿物、助剂、还原剂和催化剂混合，得到混合原料，所述还原剂包括铝单质、镁单质、硅单质、钙单质、钙硅合金、铝镁合金和硅镁合金中的一种或多种，所述催化剂包括BaF₂、CaF₂和MgF₂中的一种或多种；在真空条件下，将所述混合原料进行还原，得到锂蒸汽；将所述锂蒸汽收集，得到金属锂。本发明以BaF₂、CaF₂和MgF₂为催化剂，破坏含锂矿物的结构后，使得氧化锂分离出来，便于还原，同时，催化剂使得还原出来的锂得到汇集并蒸馏出来，得到锂蒸汽；添加了还原剂、助剂和催化剂后，提高了金属锂的回收率和纯度。

技术领域

本发明涉及矿物冶炼技术领域，尤其涉及一种含锂矿物制备金属锂的方法。

背景技术

目前，以电池、笔记本电脑和手机为代表的消费性电子产品对锂电池的需求旺盛，是拉动金属锂需求增长的主要动力。随着科技的进步与发展，人们对环保要求越来越高，这推进了电动机车、电动自行车、新能源汽车的发展，由于铅酸电池重量大、不方便且易酿成交通事故，而且铅污染受国家重视。锂电池相比铅酸电池，容量更高、重量更轻、寿命更长。由于大量铅酸电池工厂关停，未来锂电池代替铅酸电池的步伐会进一步加快，尤其是新能源汽车的普及，将大大刺激锂电池的需求。

锂在自然界中主要有两种类型存在，一是以锂辉石、锂云母、透锂长石等含锂矿石的形式存在于岩矿中，另一类是以锂离子形式存在于盐湖卤水、地下卤水和海水中。目前工业生产金属锂主流工艺是熔盐电解法和真空还原法炼锂，熔盐电解法以氯化锂(LiCl)为原料，以氯化钾为支持电解质，起到稳定、降温和导电的作用，电解温度为450～500℃左右。该法的缺点是首先将锂辉石中锂提取为碳酸锂，再转换为氯化锂，生产成本高，每生产1吨锂，则将生成5吨氯气，会严重污染空气；真空还原法炼锂以碳酸锂为原料，温度不易控制，流程长，存在金属锂回收率和纯度低的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种含锂矿物制备金属锂的方法。本发明提供的制备方法金属锂回收率和纯度高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种含锂矿物制备金属锂的方法，包括以下步骤：

将含锂矿物、助剂、还原剂和催化剂混合，得到混合原料，所述还原剂包括铝单质、镁单质、硅单质、钙单质、钙硅合金、铝镁合金和硅镁合金中的一种或多种，所述催化剂包括BaF₂、CaF₂和MgF₂中的一种或多种；

在真空条件下，将所述混合原料进行还原，得到锂蒸汽；

将所述锂蒸汽收集，得到金属锂。

优选地，所述助剂包括金属氧化物、硅酸盐和硫酸盐。

优选地，所述金属氧化物包括活性石灰、轻质氧化镁、氧化钡和氧化锌中的一种或多种。

优选地，所述轻质氧化镁的活性为MgO≥95wt％，SiO₂≤1.0wt％，P≤0.03wt％，S≤0.03wt％。

优选地，所述硫酸盐包括硫酸钙、硫酸镁、硫酸钡和硫酸锌中的一种或多种。

优选地，所述硅酸盐包括硅酸钡、硅酸钙和硅酸镁中的一种或多种。

优选地，所述含锂矿物为锂辉石或锂云母。

优选地，所述含锂矿物、助剂和还原剂的质量比为(45～50)：(40～45)：(5～10)。

优选地，所述混合原料中催化剂的质量分数为2～5％。

优选地，所述还原依次包括第一还原和第二还原，