[发明专利]一种利用可回收固体酸浸出黏土型锂矿中锂的方法

说明书

本发明公开了一种利用可回收固体酸浸出黏土型锂矿中锂的方法，该方法是将黏土型锂矿依次经过破碎、粉磨和焙烧活化后，采用草酸溶液浸出，所得浸出液进行低温结晶后，固液分离，固体为草酸，液体为含锂溶液。草酸在浸出过程后可以轻松回收，锂浸出率和草酸回收率均达到近90％，可以显著降低锂回收成本。

技术领域

本发明涉及一种黏土型锂矿中锂浸出的方法，特别是涉及一种利用可回收固体酸浸出黏土型锂矿中锂的方法，属于锂的提取技术领域。

背景技术

锂(Li)是一种重要的金属，具有非常有价值的应用，在军事和民用先进技术中显示出巨大的工业前景。锂离子电池在电动汽车和电子设备中的广泛使用将导致对锂资源的需求快速增长。一般来说，自然界锂矿床的主要类型主要分布在伟晶岩和卤水中。然而，由于伟晶岩型锂矿的枯竭以及从盐湖卤水中提取和分离锂的高难度和成本，常规锂矿(伟晶岩型和卤水型)无法满足锂消耗的爆炸式增长。寻求新型锂矿，将会有效缓解我国锂资源供不应求等战略问题。

研究表明，锂储量巨大的沉积锂矿可能是潜在的锂资源，黏土型锂矿具有锂储量大的优势，而相关的提取研究相对较少。从黏土型锂矿中提取锂主要是通过高浓度无机酸浸出(通常是硫酸或盐酸)。中国专利CN110042262A公开了一种从低品位沉积型锂矿浸出锂的方法，其核心是将原矿在500～750℃焙烧后在0.5～4.0mol/L的酸性溶液中浸出。中国专利CN111575504A公开了一种含锂黏土岩高效浸出锂的方法，其主要步骤是先将原矿破碎至2mm以下，再与浓硫酸混合调浆后在150～210℃热处理熟化1～4小时，熟料再在80℃下水浸。这些方法虽然可以实现锂的高效浸出，但高浓度无机酸不仅增加了浸出设备的腐蚀风险，而且为后续的脱酸提纯过程引入酸杂质，需要大量的碱中和过量的酸。

发明内容

针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，本发明的目的是在于提供一种可回收的固体酸浸出黏土型锂矿中锂的方法，该方法利用草酸溶液作为浸出剂，不但能够使黏土型锂矿中锂元素高效浸出，并且能够高效回收草酸浸出剂，降低浸出成本，为锂资源的开发利用提供了成本低廉、环境友好的新技术思路。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种利用可回收固体酸浸出黏土型锂矿中锂的方法，该方法是将黏土型锂矿矿石依次经过破碎、粉磨和焙烧活化后，采用草酸溶液浸出，所得浸出液进行低温结晶后，固液分离，固体为草酸，液体为含锂溶液。

本发明技术方案的关键是利用草酸来实现黏土型锂矿锂的浸出，可以实现黏土型锂矿中锂的高效浸出，而过量的草酸几乎都可以实现回收和利用，大大降低了黏土型锂矿中锂的浸出成本，减少酸性废液的产生。

作为一个优选的方案，所述黏土型锂矿矿石经过破碎和粉磨后细度控制在粒度小于200目的质量百分比含量占85％以上。将黏土型锂矿矿石磨矿至适当粒度有利于提高后续的高温活化和浸出效率。

作为一个优选的方案，所述焙烧活化的条件为：温度为400～600℃，时间为1～3h。在高温焙烧过程中可以实现黏土型锂矿中载锂矿物的晶型转变，这是实现锂高效浸出的前提条件。

作为一个优选的方案，所述草酸溶液的浓度为2～12mol/L。所述草酸溶液的浓度进一步优选为8～12mol/L。草酸溶液的浓度对于锂的浸出效率和草酸的回收率影响是比较大的，草酸溶液的浓度在2～12mol/L范围内，锂的浸出率都保持在75％以上，但是草酸的回收率在草酸浓度低于8mol/L时并不理想，因此优选的草酸溶液浓度为8～12mol/L。

作为一个优选的方案，所述浸出的条件为：液固比为3～5L/1kg，温度为80～100℃，时间为1～3h。在优选的条件下浸出可以保证锂的高效浸出。

作为一个优选的方案，所述低温结晶的温度为小于5℃。进一步优选的温度为0～4℃，在此温度范围内，可以将草酸高效结晶析出。