[发明专利]一种从黏土型锂矿中选择性提锂的方法

说明书

本发明属于锂提取技术领域，主要公开了一种从黏土型锂矿中选择性提锂的方法，包括以下步骤：S1：将黏土型锂矿石破碎后进行球磨处理，得到富锂黏土粉末；S2：将所述富锂黏土粉末与锂离子交换溶液混合制备成浆料；S3：对所述浆料进行超声强化浸出反应，分离得到锂提取液和滤渣；S4：采用锂萃取剂对所述锂提取液进行萃取，分离得到锂负载有机相和萃余液；S5：采用反萃剂对所述锂负载有机相进行反萃，分离得到富锂溶液和反萃有机相；S6：对所述富锂溶液进行除油净化操作，得到氯化锂精制溶液。该方法工艺简单、环保且成本较低，适于工业应用，尤其适用于从碳酸盐黏土型锂矿中选择性提取锂。

技术领域

本发明涉及锂提取技术领域，特别是涉及一种从黏土型锂矿中选择性提锂的方法。

背景技术

目前提锂的原料可分为两种，一种是固体矿物如锂辉石、锂云母、磷铝锂石；另一种是液体矿物如盐湖卤水、矿泉以及井卤。近年来，中国科学院地球化学研究所温汉捷研究员团队在我国西南地区发现一类新的黏土型锂矿—碳酸盐黏土型锂资源，其规模达到超大型，碳酸盐黏土型锂资源中的锂为吸附锂，主要通过吸附作用存在蒙脱石等黏土矿物的层间。目前我国对于锂辉石、锂云母的提锂工艺研究较多，常用的浸出方法有硫酸法、硫酸盐法、氯化焙烧法、纯碱压煮法等，工艺较为成熟，而针对锂黏土矿提锂工艺研究较少，还没有形成成熟的产业化技术。

专利CN202010472603.7公开了一种含锂粘土岩高效浸出锂的方法。该方法将原矿破碎后加入棒磨机研磨，进行过滤、烘干、打散，按样品∶浓硫酸比例混合均匀，放进马弗炉内保温，样品取出自然冷却、打散，再按样品∶水比例搅拌浸出，搅拌后过滤得到浸出液。但是技术采用浓硫酸全岩分解浸出，铝、镁、钾等杂质大量被浸出，给后续锂的分离和净化带来了挑战，且将锂黏土矿与浓硫酸混合后于150～210℃保温1-4h，设备防腐要求高，环保压力大；专利CN202010684178.8中公开将含锂黏土、碳酸钙、硫酸钠、硫酸钾混合后，再加入水，得到膏状物，将所述膏状物进行研磨，得到研磨料，将所述研磨料制成多个球形料，将所述球形料放入炉中焙烧，得到焙烧料，将所述焙烧料粉碎，得到粉碎料，将所述粉碎料和纯水混合搅拌浸出，得到浸出液，将所述浸出液过滤，得到黏土浸出液。该专利技术的缺点在于工艺流程复杂，设备投资大，得到含锂浸出液含有大量硫酸钠、硫酸钾，不利于最终碳酸锂产品生产。由于黏土型锂矿的品位低，难以选矿富集，上述工艺用于黏土型锂矿提锂普遍存在能耗高、对设备要求高、产渣量大、成本高等问题。

专利CN201910788413.3公开了离子交换法提取碳酸盐粘土型锂矿中锂的方法，该方法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，该技术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，但该技术采用高温焙烧活化处理含锂品位低的黏土型锂矿，设备投资和能耗较大，且得到的含锂溶液含有大量的铁杂质，而含铁溶液中锂的经济提取在技术上存在难度。专利CN201910788413.3提出了一种利用电场的作用，无须先期处理而直接从黏土型锂矿中选择性提锂的方法。该技术在黏土型锂矿两侧设立阳极区和阴极区，向所述阳极区插入阳极，向所述阴极区插入阴极；向所述阳极附近加入插层剂，所述插层剂为能够提供阳离子的试剂，在提取过程中，所述插层剂中阳离子进入所述黏土型锂矿中，用于替代锂离子；在所述阳极和所述阴极施加电压，利用所形成的外电场驱动黏土型锂矿的层间域中的锂离子沿电场方向迁移而逐步脱离矿物颗粒、进入并富集于阴极区。在电解过程中，不溶性阳极表面会不断产生H⁺，为避免插层剂转变为强酸性，在电解过程中需消耗碱以中和产生的H⁺，最终收集剂中的锂浓度低并含有大量碱和碱土金属杂质离子，影响该技术工程化可行性。

综上，现行黏土型锂矿提锂工艺，浓硫酸全岩分解浸出和硫酸盐焙烧水浸法等传统工艺，流程长且复杂，消耗大量酸碱等化学物质，并产生大量废水，资源回收率低和二次污染较严重，技术经济性和环保性差，而基于离子交换法原理的高温活化焙烧后氯化铁浸出和电场驱动锂离子交换等新工艺存在能耗高、锂溶液利用难度大等影响新工艺的工业化应用推广。