[发明专利]一种利用固相反应从沉积型锂矿中选择性提取锂的方法

说明书

本发明公开了一种利用固相反应从沉积型锂矿中选择性提取锂的方法，包括以下步骤：1)将沉积型锂矿进行破碎、筛分，得到细粒级原矿；2)将细粒级原矿与固相反应试剂进行固相反应，获得待溶解物料；3)将待溶解物料进行溶解，溶解过程中调整液固比、pH、温度等参数，溶解后固液分离，获得富锂溶液。富锂溶液可采用沉淀、吸附、萃取等方式进一步回收锂。本发明可在常温常压条件下直接处理低品位沉积型锂矿，选用试剂具有成本低、来源广泛、效率高等优点，本发明溶解选择性好，获得高锂提取率和低杂质元素浓度，具有效率高、操作简单、成本低、绿色环保等优势，利于工业应用。

技术领域

本发明属于矿物加工与提取冶金领域，具体涉及一种利用固相反应从沉积型锂矿中选择性提取锂的方法。

背景技术

锂及其化合物被广泛应用于锂离子电池、新能源汽车和核聚变等领域。近年来，新能源行业迅猛发展，与新能源行业相关的锂离子电池已经成为锂最大的消费领域。2021年全球约74％的锂用于锂电池生产，由于锂产业高速发展，全球范围内锂资源需求量大增，价格持续上涨，锂资源供应严重短缺。现有探明锂资源储量按照矿床类型，卤水型矿床(盐湖锂)储量最大，硬岩型锂矿床(锂辉石、锂云母)储量居其次。目前锂资源供给以盐湖和锂辉石为主，锂云母、电池回收为辅。

沉积型锂矿由于“贫”、“细”、“杂”等资源特点而难以开采利用，近年来随着锂矿资源供应紧张，沉积型锂矿床的利用再次得到重视。我国的沉积型锂矿大多属于碳酸盐型沉积型锂矿，当碳酸盐岩分化到铝质含量适中的黏土化阶段，发生锂富集形成碳酸盐沉积型锂矿，其主要矿物有一水硬铝石、蒙脱石、伊利石、高岭石、锐钛矿等。在已发现的沉积型锂矿床中，优质沉积型锂矿品位介于锂云母矿与锂辉石矿之间，已探明的沉积型锂矿平均储量高于国内盐湖，远高于国内硬岩型锂矿。但沉积型锂矿仍处于初步研究阶段，还未进行工业化利用。随着当前全球锂资源紧缺，沉积型锂矿的勘探和开采利用意义重大且迫在眉睫。

硬岩型锂矿主要是通过选矿富集后采用焙烧-湿法提锂，如硫酸法、硫酸盐法和石灰石焙烧法。盐湖卤水提锂的主流工艺是含锂卤水进行蒸发浓缩和逐级除杂，加入碳酸钠经干燥后得到碳酸锂产品。基于硬岩型锂矿和盐湖卤水的处理经验，国内外专家提出了直接浸出法、焙烧-浸出法两种主要方法处理沉积型锂矿。直接浸出法是将矿石和硫酸在常压下混合进行淋滤，适当升温可以提高淋滤效率，然后将淋滤液逐级过滤，回收不同产品，最后滤出的浸出液通过固相反应得到碳酸锂产品，但只能处理易浸出的蒙脱石型沉积型锂矿。焙烧-浸出法是在沉积型锂矿中添加碳酸钙、硫酸钙等焙烧助剂在600℃以上焙烧，使黏土类矿物的层状结构被破坏和形成易浸出的新矿物，方便锂离子在硫酸溶液的腐蚀作用下浸出，再通过除杂和沉淀得到碳酸锂产品。

由于沉积型锂矿品位极低且无法通过选矿有效富集，因而需要焙烧和浸出处理的矿石成倍增加，导致使用传统方法的药剂消耗、二氧化碳排放、固体废物等也相应增加。除此之外，焙烧之后矿物结构破坏，大量杂质元素会在浸出阶段进入溶液，杂质元素浓度远高于锂元素浓度，造成除杂工艺复杂化、降低了锂的回收率和产品质量。由于常规的选冶技术路线并不适用于沉积型锂矿的清洁高效提取，迫切需要研发一种常温常压、简单易操作、清洁高效的沉积型锂矿利用新方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种常温常压、简单易操作、清洁高效的利用固相反应从沉积型锂矿中选择性提取锂的方法。

本发明这种利用固相反应从沉积型锂矿中选择性提取锂的方法，包括以下步骤：

1)将沉积型锂矿进行破碎、筛分，得到细粒级原矿；

2)将步骤1)得到的细粒级原矿与固相反应试剂进行固相反应，反应结束后，得到待溶解原料；

3)将步骤2)得到的待溶解原料进行溶解，溶解过程中调整溶解工艺参数，溶解后固液分离，获得富锂溶液。

所述步骤1)中，细粒级原矿的粒度小于1mm。