[发明专利]离子交换法提取碳酸盐粘土型锂矿中锂的方法

说明书

本发明公开了离子交换法提取碳酸盐粘土型锂矿中锂的方法，属于锂的提取技术领域，该方法采用铁盐为提取剂，与矿石发生离子交换反应，浸出锂到溶液中；具体包括以下步骤：将粘土型锂矿进行破碎、磨粉，进行高温焙烧活化后，用铁盐溶液在加热条件下进行离子交换反应，采用过滤进行固液分离，所得滤液即为含锂溶液，锂的提取率最高可达90％以上，同时具有成本低、效率高、环境友好、工艺简单等特点，所得溶液接近中性，主要含铝和少量铁等杂质，便于后续分离纯化；本发明为碳酸盐粘土型锂矿这种新型锂资源的开发利用提供了一条重要的新途径。

技术领域

本发明涉及锂的提取技术领域，特别是涉及离子交换法提取碳酸盐粘土型锂矿中锂的方法。

背景技术

随着全球石油资源的供需矛盾日益突出，混合动力电动汽车和全动力汽车得到快速推广，人类对锂离子电池的需求也随之上升，这对锂资源的开发和利用也提出了更高的要求。锂资源是重要的新兴产业资源，不但应用广泛，还具有重要的战略意义。世界范围内锂矿产的主要类型可以分为三类，即矿石型(伟晶岩型)、卤水型和粘土型三大类。作为新类型锂矿的碳酸盐粘土型锂矿在滇中地区分布广泛，对这些碳酸盐粘土型锂矿进行有效的开发利用，将会有效缓解目前我国所面临的锂资源对外依存度高等战略问题。

目前国内外锂资源提取工艺主要针对矿石型(如锂辉石和锂云母)、卤水型(含盐湖型)锂资源，对粘土型锂矿中提锂的研究相对较少。专利申请号为201410098348.9，名称为“一种低品位含锂粘土矿提锂方法”的授权专利，报道了添加辅料(包括硫酸钙、氟化钙和硫酸钠)改性焙烧-堆浸-湿法提锂方法，解决了低品位含锂粘土矿提锂问题。专利申请号为201110437928.2，名称为“从铝质岩中提取金属锂的方法”的授权专利，以稀酸为浸取剂，从经焙烧和焙烧处理的铝质岩中提取锂。类似的技术，“利用混酸分离铝质岩中的锂元素并制备碳酸锂的方法”(申请号为201310037306.X)，采用两种稀无机酸和一种有机酸的混合热酸体系，从铝质岩中浸取锂到溶液中。

上述已有技术存在的一些不足：焙烧过程需要添加辅料，既会增加成本，又会给后续锂溶液净化带来杂质；浸出过程采用硫酸等无机酸，会得到大量酸性的浸液，对环境友好性差，综合利用难度大；抑或是酸种类多用量大，导致杂质元素的溶出率高。总体上现有技术虽然提取效率高，但存在铝等杂质的浸出率也高，导致后续纯化除杂困难，整体工艺复杂等缺点。

本发明提出了用铁盐溶液交换浸取粘土型锂矿中锂的新工艺，为锂资源的开发利用提供了成本低廉、环境友好的新的技术思路。

发明内容

本发明的目的是提供离子交换法提取碳酸盐粘土型锂矿中锂的方法，以解决上述现有技术存在的问题，该方法简单，提取成本低，环境友好，提取率高。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种离子交换法提取碳酸盐粘土型锂矿中锂的方法，包括以下步骤：

(1)粉碎：将矿石破碎，并进行磨细；

(2)焙烧处理：将粉碎后的矿石，进行焙烧处理；

(3)离子交换：向步骤(2)处理后的矿石中加入三价铁盐溶液，在搅拌条件下，进行离子交换反应；

(4)过滤分离：反应结束后，立即进行固液分离，所得溶液即为含锂溶液。

进一步地，在步骤(1)中，所述矿石为碳酸盐粘土型锂矿，磨细至粒度小于100目。

进一步地，在步骤(2)中，所述焙烧处理的温度为450-800℃，保温时间为1h。

进一步地，在步骤(3)中，所述三价铁盐为无机三价铁盐。

进一步地，所述无机三价铁盐为硫酸铁、氯化铁或硝酸铁中的一种。

进一步地，所述三价铁盐溶液的质量分数为5-20％。