专利名称：一种从锂矿石中提锂制备碳酸锂的方法
技术领域：
本发明涉及锂矿石综合开发利用技术领域，尤其涉及一种采用低温湿法从锂矿石中提锂制备碳酸锂的方法。
背景技术：
锂是一种重要的战略性资源物质，是现代高科技产品不可或缺的重要原材料。提取锂的主要原料为锂辉石、锂云母、锂透长石和盐湖卤水。根据不同的原料，锂的提取分为从锂矿石和盐湖商水提取两种方法。
目前矿石提锂的方法有
(1)石灰烧结法。该法是将锂矿石与石灰石按1 3(质量比)配料，在850-950°C 下高温焙烧、球磨、水浸出，得到含LiA 3 4g/l的LiOH溶液，再通过沉降、过滤、净化、 除杂、蒸发、结晶，干燥得到氢氧化锂。这是目前主要的工业生产方法，该法原料易得、价格低廉、来源广泛，生产工艺简单，但石灰石配比高，需要在回转窑内分解大量的石灰石，能耗高，物料流量大，设备产能低(Φ2. 07X45米回转窑的设计产能为800吨/年)，渣量大(42 吨渣/吨产品)、回收率低(67%左右)。
( 硫酸盐法。该法是将锂矿石与硫酸钾等辅料混合，高温焙烧、球磨、浸出、净化、 蒸发、沉淀制碳酸锂。该法虽然优于石灰烧结法，但仍存在以下问题一是硫酸钾耗量大，而且硫酸钾的成本是石灰石的4 5倍，导致生产成本较高；二是由于硫酸钾的加入，使炉料熔点下降，极易出现部分熔融和烧结，使锂的浸出率大大降低。
(3)氯化焙烧法。该法是在焙烧温度下使锂矿石中的锂及其它碱金属元素与氯化剂发生氯化反应，生成相应的氯化物，然后从这些氯化物中分别提取各种碱金属化合物产品。工艺流程主要包括配料制球、氯化焙烧、渗滤溶出，溶液净化、浓缩结晶、冷却结晶、碳酸锂沉淀和洗涤烘干等。
(4)碱压煮法。该法是将锂矿石磨细后，直接加水加氢氧化钙在高压釜内进行压煮，压煮温度为240 260°C，压力为2. 8Mpa,反应4小时，锂矿石的分解率可达95%。但此法氢氧化钙用量大，节能效果不显著，压煮时的温度、压力都很高，而且高压浸出设备的造价也很高。
经对现有技术的文献检索发现，由于锂的重要性，目前对矿石提锂的研究非常活跃。如黄际芬，唐贤柳等人在专利CN1067028中公开了一种锂云母精矿混合碱压煮法制取碳酸锂的技术，是将精矿通入水蒸汽进行焙烧，然后将焙料配入混合碱(如氧化钙、碳酸钠或氢氧化钠)进行研磨调浆、溶液净化、蒸发浓缩、碳酸化提锂，混合碱回收循环使用，钾、 铷、铯综合回收。
徐龙泉，曾祖亮等人在专利CN1267636中公开了一种硫酸法生产电池级碳酸锂的方法，是将锂精矿进行转型焙烧、酸化焙烧、浸取、净化处理、浓缩处理、沉锂处理、清洗、干燥处理、粉碎、包装加工而成。该方法具有产品质量稳定，生产工艺简单，充分利用资源，成本低等特点。适宜锂离子电池原材料的生产应用。3
钟辉，许惠在专利CN1827527中公开了一种从锂云母中提取锂制Li2CO3的方法，其基本工序为将锂云母矿加入CaF、CaSO4, Na2SO4等辅料于一定温度下进行焙烧改性后，球磨、浸出、过滤，再将浸出液加入Na2CO3沉淀Li+，形成Li2CO3沉淀，过滤得到的固体经洗涤、 干燥即为Li2CO3产品，过滤母液返回循环于沉淀Li+过程，经2次循环后该过滤母液经冷却结晶，析出K2S04、Na2S04混合盐，将该混合盐一部分返回作辅料与锂云母矿混合焙烧循环利用，另一部分可作为制硫酸钾的原料。可以看出，目前国内外从矿石提锂的方法采用的都是在高温下焙烧，然后浸取结晶的工艺，均具有能耗高、工艺复杂的特点。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种从锂矿中提取锂的方法，该方法具有工艺简单，不需要高温反应，能耗低，而且锂的提取率高，大大降低了生产成本。本发明采用的技术方案是一种从锂矿石中提锂制备碳酸锂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤(1)锂矿石与氟硅酸反应将粉碎后的锂矿石粉放入反应釜内，按质量(g)与体积 (ml)之比=1 1 1 10的比例加入氟硅酸，加热搅拌反应1. 0-3. 0小时；(2)过滤将步骤(1)所得反应产物过滤，将所得固体加入到除氟反应器中；(3)除氟反应向除氟反应器中加入硫酸进行除氟反应，上述固体反应物与硫酸的质量比为1 0.1-1 0.8，反应时间为0.5-4小时；(4)加水溶解将步骤C3)所得反应产物过滤，所得固体加入到溶解釜中，按质量比1 1 1 5的比例加入水，加热至沸腾，搅拌溶解2-30分钟；(5)中和反应将步骤⑷所得反应产物过滤，所得滤液送入中和池，加入氨水调节PH值至4 10 ；(6)碳化沉锂将步骤( 所得反应产物过滤，向所得滤液中加入可溶性碳酸盐， 搅拌反应2-20分钟，然后陈化0. 5-2小时，过滤，所得固体产物即为粗碳酸锂，将粗碳酸锂逆洗干燥，即得产品碳酸锂。优选地，步骤(1)中的锂矿石粉的粒度为80 200目。优选地，步骤(1)中的氟硅酸的质量百分比浓度为10% 50%。优选地，步骤(1)中的反应温度为90°C -140°C。优选地，步骤(3)中的硫酸的质量百分比浓度为50% -98%。优选地，步骤(4)所用氨水的质量百分比浓度为5% 30%。优选地，步骤(6)中所述可溶性碳酸盐为碳酸铵。优选地，步骤(6)中滤液与可溶性碳酸盐的质量比为3 0.02 3 1。本发明克服了传统工艺上的将锂矿石高温焙烧，加压反应等高能耗工艺，是一种采用低温湿法从锂矿石中提取锂的方法，具有工艺简单、能耗低、提取率高的特点，而且副产品综合利用率高，大大降低了生产成本。
图1为本发明所述的从锂矿中提取锂的方法的示意图。
具体实施方式
实施例1
(1)将粉碎到80 200目的锂辉石粉IOOOg放入反应釜内，加入IOOOml质量百分比浓度为50%的氟硅酸，加热到90°C，反应1小时；
(2)将步骤(1)的反应产物过滤，过滤所得固体加入到除氟反应器中；
(3)向除氟反应器中加入质量百分比浓度为50%的硫酸进行除氟反应，且固体反应物与硫酸的质量比为1 0. 8，反应时间为4小时；
(4)将步骤(3)所得反应产物过滤，所得固体加入到溶解釜中，按质量比1 1的比例加入水，加热至沸腾，搅拌溶解30分钟；
(5)将步骤(4)所得反应产物用压滤机过滤，所得滤液送入中和池，加入质量百分比浓度为5%的氨水调节PH值至4 ；
(6)将步骤( 所得反应产物过滤，向所得滤液中加入碳酸铵，且滤液与碳酸铵的质量比为3 1，搅拌反应20分钟，然后陈化0.5小时，用压滤机过滤，所得固体产物即为粗碳酸锂，将粗碳酸锂逆洗干燥，即得产品碳酸锂。
实施例2
(1)将粉碎到80 200目的锂云母粉IOOOg放入反应釜内，加入10000ml质量百分比浓度为10%的氟硅酸，加热到120°C，反应3小时；
(2)将步骤(1)的反应产物过滤，过滤所得固体加入到除氟反应器中；
(3)向除氟反应器中加入质量百分比浓度为98%的硫酸进行除氟反应，且固体反应物与硫酸的质量比为1 0. 1，反应时间为0. 5小时；
(4)将步骤C3)所得反应产物过滤，所得固体加入到溶解釜中，按质量比1 5的比例加入水，加热至沸腾，搅拌溶解2分钟；
(5)将步骤(4)所得反应产物用压滤机过滤，所得滤液送入中和池，加入质量百分比浓度为30%的氨水调节PH值至6 ；
(6)将步骤( 所得反应产物过滤，向所得滤液中加入碳酸铵，且滤液与碳酸钠的质量比为3 0.02，搅拌反应2分钟，然后陈化2小时，用压滤机过滤，所得固体产物即为粗碳酸锂，将粗碳酸锂逆洗干燥，即得产品碳酸锂。
实施例3
(1)将粉碎到80 200目的锂长石粉IOOOg放入反应釜内，加入3000ml质量百分比浓度为40%的氟硅酸，加热到100°C，反应1. 5小时；
(2)将步骤(1)的反应产物过滤，过滤所得固体加入到除氟反应器中；
(3)向除氟反应器中加入质量百分比浓度为65%的硫酸进行除氟反应，且固体反应物与硫酸的质量比为1 0. 6，反应时间为2小时；
(4)将步骤C3)所得反应产物过滤，所得固体加入到溶解釜中，按质量比1 2的比例加入水，加热至沸腾，搅拌溶解20分钟；
(5)将步骤(4)所得反应产物用压滤机过滤，所得滤液送入中和池，加入质量百分比浓度为15%的氨水调节PH值至8 ；
(6)将步骤( 所得反应产物过滤，向所得滤液中加入碳酸铵，且滤液与碳酸铵的
权利要求
1.一种从锂矿石中提锂制备碳酸锂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤(1)锂矿石与氟硅酸反应将粉碎后的锂矿石粉放入反应釜内，按质量(g)与体积(ml) 之比=1 1 1 10的比例加入氟硅酸，加热搅拌反应1. 0-3. 0小时；(2)过滤将步骤(1)所得反应产物过滤，将所得固体加入到除氟反应器中；(3)除氟反应向除氟反应器中加入硫酸进行除氟反应，上述固体反应物与硫酸的质量比为1 0.1-1 0.8，反应时间为0.5-4小时；(4)加水溶解将步骤C3)所得反应产物过滤，所得固体加入到溶解釜中，按质量比 1 1 1 5的比例加入水，加热至沸腾，搅拌溶解2-30分钟；(5)中和反应将步骤(4)所得反应产物过滤，所得滤液送入中和池，加入氨水调节PH 值至4 10 ；(6)碳化沉锂将步骤( 所得反应产物过滤，向所得滤液中加入可溶性碳酸盐，搅拌反应2-20分钟，然后陈化0. 5-2小时，过滤，所得固体产物即为粗碳酸锂，将粗碳酸锂逆洗干燥，即得产品碳酸锂。
2.如权利要求1所述的从锂矿石中提锂制备碳酸锂的方法，其特征在于，步骤(1)中的锂矿石粉的粒度为80 200目。
3.如权利要求1所述的从锂矿石中提锂制备碳酸锂的方法，其特征在于，步骤(1)中的氟硅酸的质量百分比浓度为10% 50%。
4.如权利要求1所述的从锂矿石中提锂制备碳酸锂的方法，其特征在于，步骤(1)中的反应温度为90°C -140°C。
5.如权利要求1所述的从锂矿石中提锂制备碳酸锂的方法，其特征在于，步骤(3)中的硫酸的质量百分比浓度为50% -98%。
6.如权利要求1所述的从锂矿石中提锂制备碳酸锂的方法，其特征在于，步骤(4)所用氨水的质量百分比浓度为5% 30%。
7.如权利要求1所述的从锂矿石中提锂制备碳酸锂的方法，其特征在于，步骤(6)中所述可溶性碳酸盐为碳酸铵。
8.如权利要求1所述的从锂矿石中提锂制备碳酸锂的方法，其特征在于，步骤(6)中滤液与可溶性碳酸盐的质量比为3 0.02 3 1。
全文摘要
本发明涉及一种从锂矿石中提锂制备碳酸锂的方法，包括以下步骤(1)锂矿石与氟硅酸反应；(2)过滤；(3)除氟反应；(4)加水溶解；(5)中和反应；(6)碳化沉锂。本发明不需要传统工艺中将锂矿石高温焙烧、加压反应等高能耗的工艺，是一种低温湿法从锂矿石中提取锂的方法，具有工艺简单、能耗低、提取率高的特点，而且副产品综合利用率高，大大降低了生产成本。
文档编号C01D15/08GK102502721SQ20111036162
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月15日 优先权日2011年11月15日
发明者薛彦辉 申请人:薛彦辉