一种黏土型锂矿制备电池级碳酸锂的方法与流程

本申请涉及黏土型锂矿资源化利用领域，尤其涉及一种黏土型锂矿制备电池级碳酸锂的方法。

背景技术：

1、锂是一种银白色的碱金属元素，具有广泛的用途，可涉及电池、储能材料、陶瓷、玻璃、润滑剂、制冷液、核工业以及光电等领域。

2、近年来随着新能源汽车和储能产业的快速发展，对锂的需求量急剧增加。目前，锂资源按照通常分类，主要划分为硬岩型(锂辉石、锂云母、透锂长石)、卤水型(盐湖卤水、油田卤水)和黏土型(含铝质泥岩、炭质泥岩)三大类。硬岩型锂矿品位逐年下降、生产成本高，且国内锂辉石提锂的锂精矿资源主要依靠进口资源；而盐湖资源中锂含量低、无机盐杂质成分复杂以及含镁很高，且受制于盐湖当地基础条件和气候的限制，以及未来对其提锂更加严格的环保与生态要求，在短期内难于扩大产能。因此，黏土型锂矿资源开发利用受到关注，以及成为未来生产锂盐产品的重要资源，进行黏土型锂矿提锂的工艺开发显得尤为重要与迫切，在我国黏土型锂矿资源主要分布于河南、广西、贵州、云南以及重庆等地。

3、现有黏土型锂矿制备电池级碳酸锂的方法存在诸多缺陷。一方面，由于黏土型锂矿中锂的赋存状态复杂、处理难度较大，现有提取方法的提取效率较低，无法充分利用锂资源；另一方面，在提取过程中往往伴随着其他金属元素的浸出，但现有技术的资源回收率不高，导致资源浪费严重。此外，一些提取方法还存在工艺复杂、成本高等问题。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种黏土型锂矿制备电池级碳酸锂的方法，以解决上述问题。

2、为实现以上目的，本申请采用以下技术方案：

3、一种黏土型锂矿制备电池级碳酸锂的方法，包括：

4、将黏土型锂矿进行焙烧、浸出、除铁，得到除铁后溶液；

5、将所述除铁后溶液与无机碱混合，进行反应，得到含锂氢氧化铝沉淀吸附物；

6、将所述含锂氢氧化铝沉淀吸附物进行锂铝分离，得到氧化铝粉和含锂溶液；

7、将所述含锂溶液进行脱钙镁处理、浓缩处理，得到富锂溶液；

8、对所述富锂溶液进行深度净化除杂，得到净化后的富锂溶液；

9、将所述净化后的富锂溶液与碳酸钠进行反应，得到电池级碳酸锂。

10、根据本申请的实施例，所述除铁后溶液与无机碱混合后反应体系的ph为5.0~7.0；

11、和/或，所述除铁后溶液与无机碱反应的温度为40℃~70℃；

12、和/或，所述无机碱包括naoh。

13、根据本申请的实施例，将所述含锂氢氧化铝沉淀吸附物进行锂铝分离包括：对所述含锂氢氧化铝沉淀吸附物进行煅烧，得到煅烧产物；将所述煅烧产物与水、添加剂进行混合浸出，使附着在所述煅烧产物上的锂浸出，过滤，得到氧化铝和含锂溶液；

14、其中，所述添加剂包括nacl、nh4cl、cacl2、mgcl2中的至少一种；

15、所述添加剂在所述水与添加剂所形成溶液中的含量为1~6wt%。

16、根据本申请的实施例，所述煅烧的温度为350℃~500℃；

17、和/或，所述混合浸出时溶液的ph为5~9；

18、和/或，所述混合浸出的温度为40℃~70℃。

19、根据本申请的实施例，将所述含锂溶液进行脱钙镁处理、浓缩为富锂溶液包括：

20、将所述含锂溶液与脱钙镁试剂混合，进行脱钙镁反应，得到钙镁渣和除钙镁后溶液；

21、将所述除钙镁后溶液进行蒸发浓缩，得到富锂溶液。

22、根据本申请的实施例，所述脱钙镁试剂包括碳酸钠、edta的至少一种；

23、和/或，所述脱钙镁试剂在反应体系中的浓度为5~10wt%；

24、和/或，所述脱钙镁反应的ph为9.0~10；

25、和/或，所述脱钙镁反应的温度为20℃~25℃；

26、和/或，所述除钙镁后溶液中钙镁离子的浓度均小于0.02g/l；

27、和/或，所述富锂溶液中钙离子的浓度小于50mg/l，所述富锂溶液中镁离子的浓度小于16 mg/l；

28、根据本申请的实施例，对所述富锂溶液进行深度净化除杂包括：将所述富锂溶液与离子交换树脂混合，通过离子交换树脂的作用去除杂质离子，经过分离步骤，得到净化后的富锂溶液。

29、根据本申请的实施例，将所述净化后的富锂溶液与碳酸钠进行反应包括：将富锂溶液加入到饱和碳酸钠溶液中，进行反应；

30、和/或，所述净化后的富锂溶液与碳酸钠进行反应的温度为85~95℃；

31、和/或，所述碳酸钠的过剩系数为1.1~1.2；

32、和/或，所述富锂溶液的加料时间为30~40min，所述净化后的富锂溶液与碳酸钠进行反应的时间为60~70min，所述方法还包括在反应完成后，进行静置停留，随后进行过滤；所述静置停留的时间为30~40min。

33、根据本申请的实施例，所述净化后的富锂溶液与碳酸钠进行反应完成后，所述方法还包括：对反应后的矿浆进行过滤，得到碳酸锂沉淀和沉锂后液；对所述碳酸锂沉淀用水进行多次洗涤，得到电池级碳酸锂；

34、和/或，所述洗涤的次数为2次以上，所述洗涤的温度为85~95℃。

35、根据本申请的实施例，所述将黏土型锂矿进行焙烧、浸出、除铁包括：

36、对黏土型锂矿进行焙烧，得到焙砂；

37、将所述焙砂与无机酸混合，进行浸出，得到浸出液；

38、将所述浸出液与所述焙砂、氧化钙混合，进行除铁，过滤，得到铁渣和除铁后溶液。

39、与现有技术相比，本申请的有益效果包括：

40、本申请提供了一种黏土型锂矿制备电池级碳酸锂的方法，本申请可以利用黏土型锂矿制备电池级碳酸锂、并且可以副产氧化铝。具体地，本申请制备的碳酸锂达到电子级li2co3-d2标准，li2co3纯度大于99.50%，锂的综合回收率达到82%以上；本申请铝的综合回收率达到55%以上，副产氧化铝的品位达到75%以上，可以作为氧化铝产品进行外销；同时，采用无机酸浸出后的最终尾渣为含氧化铝的高硅渣，可以作为建筑材料或建材添加剂使用。总的来说，本申请方法可以充分利用黏土型锂矿中的锂资源，而且锂的资源利用率高，可以生产出高附加值的电池级碳酸锂。而且，本申请方法还可以充分利用黏土型锂矿中的铝资源，副产高品位的氧化铝产品。而且，本申请方法还具有工艺简单、生产成本低等优点。

技术特征：

1.一种黏土型锂矿制备电池级碳酸锂的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的黏土型锂矿制备电池级碳酸锂的方法，其特征在于，所述除铁后溶液与无机碱混合后反应体系的ph为5.0~7.0；

3.根据权利要求1所述的黏土型锂矿制备电池级碳酸锂的方法，其特征在于，将所述含锂氢氧化铝沉淀吸附物进行锂铝分离包括：对所述含锂氢氧化铝沉淀吸附物进行煅烧，得到煅烧产物；将所述煅烧产物与水、添加剂进行混合浸出，使附着在所述煅烧产物上的锂浸出，过滤，得到氧化铝和含锂溶液；

4.根据权利要求3所述的黏土型锂矿制备电池级碳酸锂的方法，其特征在于，所述煅烧的温度为350℃~500℃；

5.根据权利要求1所述的黏土型锂矿制备电池级碳酸锂的方法，其特征在于，将所述含锂溶液进行脱钙镁处理、浓缩为富锂溶液包括：

6.根据权利要求5所述的黏土型锂矿制备电池级碳酸锂的方法，其特征在于，所述脱钙镁试剂包括碳酸钠、edta的至少一种；

7.根据权利要求1所述的黏土型锂矿制备电池级碳酸锂的方法，其特征在于，对所述富锂溶液进行深度净化除杂包括：将所述富锂溶液与离子交换树脂混合，通过离子交换树脂的作用去除杂质离子，经过分离步骤，得到净化后的富锂溶液。

8.根据权利要求1所述的黏土型锂矿制备电池级碳酸锂的方法，其特征在于，将所述净化后的富锂溶液与碳酸钠进行反应包括：将富锂溶液加入到饱和碳酸钠溶液中，进行反应；

9.根据权利要求8所述的黏土型锂矿制备电池级碳酸锂的方法，其特征在于，所述净化后的富锂溶液与碳酸钠进行反应完成后，所述方法还包括：对反应后的矿浆进行过滤，得到碳酸锂沉淀和沉锂后液；对所述碳酸锂沉淀用水进行多次洗涤，得到电池级碳酸锂；

10.根据权利要求1-9任一项所述的黏土型锂矿制备电池级碳酸锂的方法，其特征在于，所述将黏土型锂矿进行焙烧、浸出、除铁包括：

技术总结
本申请提供一种黏土型锂矿制备电池级碳酸锂的方法，涉及黏土型锂矿资源化利用领域。黏土型锂矿制备电池级碳酸锂的方法包括：将黏土型锂矿进行焙烧、浸出、除铁，得到除铁后溶液；将除铁后溶液与无机碱混合，进行反应，得到含锂氢氧化铝沉淀吸附物；将含锂氢氧化铝沉淀吸附物进行锂铝分离，得到氧化铝粉和含锂溶液；将含锂溶液进行脱钙镁处理、浓缩为富锂溶液；对富锂溶液进行深度净化除杂，得到净化后的富锂溶液；将净化后的富锂溶液与碳酸钠进行反应，得到电池级碳酸锂。本申请可以充分利用黏土型锂矿中的锂资源，锂的资源利用率高，可以生产出高附加值的电池级碳酸锂。本申请还可以充分利用黏土型锂矿中的铝资源，副产高品位的氧化铝产品。

技术研发人员：李云
受保护的技术使用者：矿冶科技集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/10