[发明专利]含锂粘土提纯锂的方法

说明书

本发明涉及金属冶炼技术领域，具体提供一种含锂粘土提纯锂的方法，包括：锂粘土的活化处理；活化后锂粘土进行酸化处理和固铝处理；酸化处理和固铝处理后的锂粘土进行溶液浸出提纯锂。含锂粘土中铝、氟含量高，锂含量低，常规焙烧‑酸浸工艺大气氟污染严重、浸出液铝含量高导致除杂锂损失大。根据本发明的方案，采用机械力化学‑焙烧‑水浸方案，含锂粘土铝、氟高效固化，减少铝浸出和氟挥发，锂浸出率90％，浸出液铝离子浓度1g/L，锂综合回收率70％，碳酸锂产品达到电池级碳酸锂标准，碳酸锂纯度≥99.5％，含锂粘土中锂资源得到有效回收。

技术领域

本发明涉及金属冶炼技术领域，尤其涉及一种含锂粘土提纯锂的方法。

背景技术

自然界锂资源通常可以分为盐湖卤水型、硬岩型和黏土型三大类。目前，世界范围内开采利用最多的是盐湖卤水型锂矿和硬岩型锂矿。黏土型锂矿发现较晚，还未进行大规模的开发利用，但已有锂资源的分布格局和现实需求，使得该类型锂矿受到高度重视。该类型锂矿提纯锂工艺可以归纳为直接浸出法、助剂焙烧法和氯化硫化法。直接浸出法是相对焙烧浸出而言的，主要是指直接向未经过高温焙烧的矿石中添加浸出剂而进行的提取工艺。主要包括水浸法、硫酸浸出法等。对于火山岩黏土型锂矿，较为有效的锂提取工艺主要集中在使用助剂和矿样混合焙烧(或制粒焙烧)，然后采用水浸得到含锂溶液。常用的助剂包括：氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐、氯化物以及石灰石、石膏等天然物料或工业副产物。氯化硫化法即将样品置于HCl或SO₂氛围中焙烧一段时间后，再对充分氯化或硫化后的黏土锂矿样品进行水浸的一种工艺方法。每种浸出工艺都有其固有缺点，水浸出法浸出效率较低、酸浸出法浸出液铝含量高，除杂锂损失率高、硫酸盐焙烧法焙烧温度高，能源消耗大、氯化硫化法对设备腐蚀严重，环保压力较大。

根据目前公开的资料，盐湖卤水型锂资源由于锂元素基本在溶液中，分离较为容易，但盐湖卤水型锂资源丰度低，处理成本较高，且工艺较为成熟，进一步降低开发成本潜力较低，进一步开发利用潜力有限；硬岩型和黏土型锂资源由于丰度高、储量大，如何改进开发提纯工艺、降低开发成本成为日益关注的焦点。硬岩型锂资源作为目前已经广泛开发的来源，由于形成地质原因其自身具有密实的结构，在提纯锂元素时引入杂质量较少，已经被广泛应用；但由于硬岩型锂资源对矿脉要求较高，实际可供开采的矿脉有限，并属于不可持续的资源，且矿脉开采难以避免对环境的不良影响。不同的是，黏土型锂资源由于自身结构松散、杂质溶出率高和回收率低，之前一直被认为是不具备开发价值的来源；但黏土型锂资源由于矿脉形成时间短、形成条件较为不苛刻，一直是具有巨大储量的宝藏。目前还未有已经运行的工程技术方案用于含锂粘土中锂的提取，绝大部分技术处于实验室阶段。含锂粘土中铝、氟含量高，锂含量低，常规焙烧-酸浸工艺大气氟污染严重、浸出液铝含量高导致除杂锂损失大，亟需改进含锂粘土锂提取工艺。

发明内容

本发明的目的在于解决背景技术中的至少一个技术问题，进一步降低含锂粘土提取锂过程中杂质引入、降低有毒物质(例如氟)的污染并进一步提高锂的纯度和收率，本发明提供一种含锂粘土提纯锂的方法。

为实现上述发明目的，本发明提供一种含锂粘土提纯锂的方法，包括以下步骤：含锂粘土的活化处理；活化后含锂粘土进行酸化处理和固铝处理；酸化处理和固铝处理后的含锂粘土进行溶液浸出提纯锂。

本发明的一个方面，所述活化处理的试剂为硫酸盐；所述含锂粘土为火山岩黏土型锂矿、碳酸盐黏土型锂矿或贾达尔锂硼矿；所述硫酸盐与所述含锂粘土的质量比范围为0-0.5：1；所述硫酸盐为硫酸钠、硫酸钾、硫氢酸钠、硫氢酸钾、硫酸钙、硫酸亚铁、硫酸铁中的一种或多种。

本发明的一个方面，所述活化处理为机械力化学活化；所述机械力化学活化的时间10min-120min；所述机械力化学活化通过搅拌磨机、行星磨机、振动磨机或者滚筒磨机实现。

本发明的一个方面，所述固铝处理采用含钙矿石、含钙盐、含钙无机碱、含钙无机氧化物中的一种或多种；所述固铝处理使用的试剂与所述活化后含锂粘土的质量比范围为0.01-0.5：1；和，所述固铝处理使用的试剂作为减少氟溶出的固氟试剂使用。