[发明专利]一种低品位α锂辉石经济提锂的方法

说明书

本发明属于矿石提锂技术领域，具体涉及一种低品位α锂辉石经济提锂的方法。其是将低品位的α锂辉石破碎、研磨至成粒径≤150μm的粉体；然后将所得粉体与氢氧化钠、碳酸钠和水混合均匀形成浆料，经水热反应使锂辉石中的锂提取转化成碳酸锂；反应后经过滤，所得滤液补充消耗的氢氧化钠和碳酸钠后循环用于水热反应，所得滤渣经洗涤后加水配成浆料，送入反应釜内，并通入过量的CO₂进行反应，使浆料中的碳酸锂转化为可溶性的碳酸氢锂；反应结束后经过滤洗涤，所得滤液经过热分解得到碳酸锂产品，滤渣经过分选、烘干，得到有高附加值的方沸石。本发明方法具有成本低、可行性高、对环境友好、能耗低、工艺简单易操作等多重优点。

技术领域

本发明属于矿石提锂技术领域，具体涉及一种低品位α锂辉石不经过转型直接经济提锂的方法。

背景技术

近年来，锂在航空航天、核能发电、电池能源等领域的用量越来越大，已成为工业生产中十分重要的金属，被称为“21世纪的能源金属”。锂在自然界中主要以２种形式存在：一类是以锂辉石、锂云母、透锂长石等含锂矿石的形成存在于岩矿中，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。

锂辉石存在三种晶型，α型、β型和γ型。天然的锂辉石都是α型锂辉石，是目前世界上最常用的含锂矿物资源之一，目前工业上一般都是采用高温1050℃左右转型为具有更高活性的β型锂辉石后，再提取锂盐（如专利CN 102701239A、CN 109133118A等），但其存在工艺流程长、能耗高、投资大、收率低、浸取后渣的利用难度大、成本高等问题。对α锂辉石直接提锂的研究包括强酸法和强碱法两种，强酸法（如专利CN102690961A等）浸取液杂质含量高，后续的分离难度大，加工工艺流程长；相比于强酸法，强碱法（主要使用氢氧化钠）存在对设备的要求低、分离提纯工艺简单、工艺流程短、对环境友好等优点，但是也存在氢氧化钠消耗高、成本高、仅能适用于高品位（Li2O≥6%）的α锂辉石等难题（如专利CN107381605A等）。对于低品位α锂辉石的锂提取，由于氢氧化钠消耗高、成本高，需要通过选矿使锂富集到高品位后才能经济的进行，但在选矿过程中锂的损失达30%左右。因此，低品位锂辉石直接提锂不仅可以减少选矿过程中的设备投入、经济投入，还能有效地提高锂的提取率；同时，由于强碱法直接提锂的生产成本主要来源于氢氧化钠的用量，因此减少氢氧化钠的实际消耗是碱法提锂技术的关键问题。

综上，现有的锂辉石提锂技术方法中，存在锂辉石原矿经选矿得到高品位锂辉石的过程中锂的损失量大、提锂过程中酸碱用量大、生产成本高、生成的反应渣附加值不高等问题，无法实现经济提锂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低品位α锂辉石经济提锂的方法，以解决现有锂辉石煅烧晶转过程中能源消耗、高成本；α锂辉石强酸法直接提锂对设备要求高、工艺复杂；而强碱法只适用于高品位（Li₂O≥6%）α锂辉石提锂，且氢氧化钠用量多、难以循环，氢氧化锂碳酸化过程杂质较多不利于分离提纯以及氢氧化钠消耗大等问题。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种低品位α锂辉石经济提锂的方法，其包括以下步骤：

（1）将低品位α锂辉石经破碎、磨矿、选矿处理，得到粒径≤150μm的粉体物料；该步骤有利于水热反应时物料混合均匀，减少反应时间；

（2）将步骤（1）所得粉体物料与氢氧化钠、碳酸钠和水按比例配料，混合均匀后，在180~240℃条件下水热反应0.5~12h；水热反应有利于碱的渗透，改变α锂辉石的晶格，有利于锂的浸出；

（3）将步骤（2）反应后的浆料进行过滤分离；所得滤液循环到步骤（2）中进行重新配料及反应；

（4）将步骤（3）所得滤渣洗涤后加水配成浆料，然后送入到反应釜中，在一定温度下通入CO₂进行反应，反应结束后过滤洗涤；