[发明专利]一种锂辉石硫酸盐焙烧法生产硫酸锂溶液的方法

说明书

本发明提供了一种锂辉石硫酸盐焙烧法生产硫酸锂溶液的方法，所述方法包括以下步骤：将锂辉石矿与焙烧助剂按一定比例混合均匀，置于马弗炉中焙烧得焙烧料；焙烧料冷却后，用水浸出焙烧料，得到硫酸锂溶液。所述锂辉石硫酸盐焙烧法生产硫酸锂溶液的方法包括焙烧、水浸两段工序，其中焙烧温度低于传统高温煅烧相变温度，水浸可避免酸浸工序及其带来的腐蚀等问题，降低了能源消耗，提高了锂辉石生产硫酸锂溶液的经济效益。

技术领域

本发明属于矿石提锂技术领域，具体涉及一种锂辉石硫酸盐焙烧法生产硫酸锂溶液的方法。

背景技术

锂在新能源、航空航天、医药制造等领域有着广泛应用，是关系到国家“双碳”目标、经济发展和国防建设的关键矿产之一。在全球碳中和背景下，全球新能源产业与电子消费品对锂的需求仍将持续增加。

锂辉石矿具有锂品位高、杂质少、储量丰富等优势，具有不容忽视的开发利用价值，是目前最重要的锂矿资源之一。锂辉石有三种晶型，分别为单斜晶系的α型、四方晶系的β型和六方晶系的γ型。天然锂辉石为α-锂辉石，其结构致密，化学性质稳定，通常需要先经1000-1100℃的高温煅烧转变为化学性质更活泼的β-锂辉石。从β-锂辉石中提锂的方法主要有石灰石烧结法、硫酸法(如发明申请CN102892708A、CN102701239A、CN102838140A、CN104003427A)、硫酸盐浸出法、压煮浸出法(如发明申请CN101948124A、CN103183366A、CN107473244A、CN109437251A)等，其中硫酸法是目前工业上普遍采用的锂辉石提锂方法。硫酸法提锂工序主要包括高温煅烧相变、硫酸化焙烧、水浸/浆化中和等，但该工艺存在高温煅烧能耗大、后期除杂复杂、副产大量低价值的硫酸钠等问题。

综上可知，α-锂辉石晶型转变为β-锂辉石的高温煅烧是锂辉石提锂的主要工序之一，因此能否降低煅烧温度，或开发一种经济高效、短流程提锂的可行工艺，对于锂辉石提锂的工业化应用具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种锂辉石硫酸盐焙烧法生产硫酸锂溶液的方法，以锂辉石矿为原料，将锂辉石矿和焙烧助剂混合均匀焙烧，并直接用水浸出生产硫酸锂溶液。本发明降低了传统煅烧的温度，取消了硫酸焙烧的工序，缩短了工艺流程，避免了酸浸对设备的腐蚀。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种锂辉石硫酸盐焙烧法生产硫酸锂溶液的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将锂辉石矿与焙烧助剂混合均匀，得到混合料，所述焙烧助剂包括硫酸盐助剂；

(2)将步骤(1)得到的混合料置于马弗炉中焙烧，得到焙烧料；

(3)待步骤(2)得到的焙烧料冷却后，用水浸出焙烧料，固液分离，得到硫酸锂溶液，并洗涤浸出渣。

本发明进一步设置为，所述步骤(1)中焙烧助剂与锂辉石矿的质量比为(0.01～3)：1，优选为(0.1～3)：1，所述硫酸盐助剂为硫酸钠、硫酸钾或硫酸镁的一种或几种混合。

本发明进一步设置为，所述步骤(1)中焙烧助剂还包括钙盐助剂，所述钙盐助剂可以不添加，也可以是碳酸钙、氢氧化钙或氧化钙的一种或几种；进一步的，所述钙盐助剂与所述硫酸盐助剂的质量比为(0～3)：1。

本发明进一步设置为，所述步骤(1)中的混合方式为干法球磨或湿法球磨。

本发明进一步设置为，所述步骤(2)中的焙烧温度为700～1050℃，焙烧恒温时间为10～120min。

本发明进一步设置为，所述步骤(3)中的水浸，可以是破碎球磨焙烧料后再用水浸出，也可以是加水球磨焙烧料。

本发明进一步设置为，所述步骤(3)中的水浸温度为10～60℃，浸出时间为10～240min，浸出固液比为0.01～0.5g/mL。