[发明专利]一种酸碱联合法从富锂黏土中提取碳酸锂的方法

说明书

本发明涉及一种酸碱联合法从富锂黏土中提取碳酸锂的方法，通过将富锂黏土加入一定浓度的硫酸溶液进行浸出，之后过滤分离，得到酸浸液和酸浸渣；在酸浸渣中加入氢氧化钠溶液进行碱浸出，之后过滤分离，得到碱浸液和碱浸渣；向碱浸液中通入二氧化碳气体，当pH值达到8.5～10.5后，过滤，得到碳酸锂固体和碳分母液。本发明方法具有工艺过程简单、对设备无特殊要求、能耗低、工艺参数可控性好、残渣剩余量小、生产成本低等优点，为富锂黏土的开发利用开辟了新的途径。

技术领域

本发明涉及一种酸碱联合法从富锂黏土中提取碳酸锂的方法，属于冶金、矿产利用技术领域。

背景技术

锂元素具有密度小、高比能量等特殊的物理和电化学性质，广泛应用于新能源开发、核工业、航空航天及国防等尖端工业领域，具有极高的经济和战略价值。我国锂矿资源较为丰富，约占世界总资源量的13.8％。但是由于锂资源需求量的持续增长，以及锂矿开发利用技术的制约，导致我国锂资源保障严重不足，对外的依存度高达76％。目前，全世界开采利用的锂矿床资源主要是卤水矿床和伟晶岩矿床。近年来，我国西南地区一类新的黏土型锂矿被逐渐发现和认识(温汉捷，2019)。若这一类黏土型锂矿能够被高效开发利用，将会有效缓解我国锂资源供求紧缺的局面。

目前，从锂矿石中提取锂的工艺技术主要包括石灰石焙烧法、硫酸盐焙烧法、氯化焙烧法等，但是这些方法或多或少都存在有一些弊端，如石灰石焙烧法的蒸发能耗大、设备维护困难、锂的回收率较低，生成成本高；硫酸盐焙烧法的流程长、工艺能耗较高；氯化焙烧法的试剂用量大、LiCl的收集较难、炉气腐蚀性强。这些提锂工艺适用于提取锂辉石和锂云母中的锂。而黏土矿中的锂则主要赋存于黏土矿物中，不适用直接采用上述工艺进行锂的提取。

目前从富锂黏土矿中提锂工艺普遍存在能耗高、对设备要求高、产渣量大、成本高等问题。因此，针对我国富锂黏土矿锂矿资源现状和提锂工艺中的不足，亟需研发一种高效、节能的富锂黏土矿提锂的新技术。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种酸碱联合法从富锂黏土中提取碳酸锂的方法，该方法有效分离提取富锂黏土中的锂，并转化为碳酸锂产品。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种酸碱联合法从富锂黏土中提取碳酸锂方法，其包括如下步骤：

S1、将富锂黏土破碎磨粉，得到富锂黏土粉末状样品；

S2、向步骤S1获得的富锂黏土粉末，加入硫酸溶液进行浸出，之后过滤分离，得到酸浸液和酸浸渣；

S3、向步骤S2获得的酸浸渣，加入氢氧化钠溶液进行碱浸出，之后过滤分离，得到碱浸液和碱浸渣；

S4、向步骤S3获得的碱浸液中通入二氧化碳气体，之后过滤，得到碳酸锂固体和碳分母液；

S5、向步骤S3获得的碳分母液中加入Ca(OH)₂溶液，搅拌后过滤，获得的滤液作为氢氧化钠溶液返回下次反应中步骤S3中进行碱浸溶出；

S6、将步骤S2获得的酸浸液进行浓缩、结晶获得硫酸铁。

如上所述的提取碳酸锂方法，优选地，在步骤S1中，将富锂黏土破碎磨粉至100至400目。

如上所述的提取碳酸锂方法，优选地，在步骤S2中，硫酸溶液的浓度为1～3mol/L，浸出在40～100℃条件下进行，浸出过程中同时进行搅拌，搅拌速率为300～500转/min，时间为0.5～3h。

进一步优选地，所述硫酸溶液的浓度为2～3mol/L。

如上所述的提取碳酸锂方法，优选地，在步骤S2中，硫酸溶液与富锂黏土粉末按液固比为5～10:1进行混合。