阅读说明：本技术 一种锂盐的高效回收方法 (High-efficiency lithium salt recovery method ) 是由 杨雄强 莫燕娇 张帆 甘永兰 于 2020-06-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种锂盐的高效回收方法,包括以下步骤：按照一定的比例取锂渣和副产品硫酸钠混合均匀后置于焙烧炉中；升温焙烧得到硅酸钠熟料和三氧化硫气体；将三氧化硫气体通入水中吸收得到硫酸,将该硫酸通入锂矿酸化系统中循环利用；将硅酸钠熟料和水按照混合后浸出；加入除杂剂将杂质去除后,压滤得到硅酸钠净化液和浸出渣；将硅酸钠净化液加热浓缩成为硅酸钠产品,将浸出渣返回锂矿焙烧系统利用。本发明的方法实现了锂盐生产过程中,锂元素理论上100％的回收率,且锂渣和副产品Na<Sub>2</Sub>SO<Sub>4</Sub>最大价值资源化利用,锂盐生产工艺做到闭路循环,体现了锂盐生产的绿色环保、低成本、高收益的先进工艺方法。(The invention discloses a method for efficiently recovering lithium salt, which comprises the following steps: uniformly mixing the lithium slag and the byproduct sodium sulfate according to a certain proportion, and placing the mixture in a roasting furnace; heating and roasting to obtain sodium silicate clinker and sulfur trioxide gas; introducing sulfur trioxide gas into water to absorb to obtain sulfuric acid, and introducing the sulfuric acid into a lithium ore acidification system for cyclic utilization; mixing and leaching the sodium silicate clinker with water; adding an impurity removing agent to remove impurities, and performing filter pressing to obtain a sodium silicate purification solution and leaching residues; heating and concentrating the sodium silicate purifying solution to obtain a sodium silicate product, and returning the leaching residue to a lithium ore roasting system for utilization. The method realizes the theoretical 100 percent recovery rate of the lithium element in the production process of the lithium salt, and the lithium slag and the by-product Na 2 SO 4 The maximum value is utilized as resources, the lithium salt production process realizes closed cycle, and embodiesThe lithium salt production is an advanced process method which is green, environment-friendly, low in cost and high in yield.)

一种锂盐的高效回收方法

技术领域

本发明涉及锂盐的副产品和锂渣的循环利用技术领域，特别涉及一种锂盐的高效回收方法。

背景技术

近年来，随着新能源汽车行业的迅速发展，锂电池领域发展越来越迅猛，越来越多企业投身到锂辉石的开采和利用中，在锂盐的生产过程中普遍存在着资源浪费、渣量大、生产成本过高或经济效益不显著等问题。

目前主要采用浓硫酸-碳酸钠法来生产碳酸锂，天然锂辉石经过1000℃高温焙烧后，加入浓硫酸酸化焙烧，充分反应后，加水浸出，加碳酸钙调pH,最后加碳酸钠得到碳酸锂。该工艺会产生大量的锂渣和硫酸钠副产物，锂渣大部分自建堆场堆放，或送至水泥厂或陶瓷厂作为添加剂应用到水泥掺合料和陶瓷材料中。由于锂盐生产过程中锂的回收率不高、锂渣残锂量大，因此大量的锂渣造成锂资源的浪费，且做水泥等添加剂的价值太低。而且锂渣中SiO₂含量很高，加以利用可以变废为宝；另外，锂盐生产过程中产生的副产品Na₂SO₄也是低价处理，使得锂盐生产企业总体经济效益不显著。针对以上问题，探索一种锂盐生产过程中的资源循环利用方法很有必要。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供了一种锂盐生产过程中降本提效的资源循环利用方法，该方法利用锂渣中的SiO₂和副产品Na₂SO₄高温焙烧得到硅酸钠熟料和SO₃气体。SO₃气体经吸收得到硫酸，硫酸返回锂矿酸化系统中循环利用，硅酸钠熟料加水浸出、除杂、压滤得到硅酸钠净化液和浸出渣，硅酸钠溶液经浓缩得到高价值的硅酸钠产品，浸出渣经以上处理后锂元素得到富集可以返回锂盐生产系统继续利用。该方法实现了锂盐生产过程中，锂元素理论上100％的回收率，且锂渣和副产品Na₂SO₄最大价值资源化利用，锂盐生产工艺做到闭路循环，体现了锂盐生产的绿色环保、低成本、高收益的先进工艺方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种锂盐的高效回收方法，包括以下步骤：

(1)配料：按照一定的比例取锂渣和副产品硫酸钠混合均匀后置于焙烧炉中；

(2)焙烧：将焙烧炉升温至高温焙烧一段时间，得到硅酸钠熟料和三氧化硫气体分离；

(3)吸收：将步骤(2)中的三氧化硫气体通入水中吸收得到硫酸，将该硫酸通入锂矿酸化系统中循环利用；

(4)浸出：将步骤(2)中的硅酸钠熟料和水按照一定的质量比混合搅拌均匀后静置浸出，得到分层的上层溶液和浸出物；

(5)压滤：向步骤(4)中的上层溶液和浸出物中加入除杂剂将杂质去除后，压滤得到硅酸钠净化液和浸出渣；

(6)回收：将硅酸钠净化液加热浓缩成为硅酸钠产品，将浸出渣返回锂矿焙烧系统利用。

进一步地，在步骤(1)中，所述锂渣中SiO₂的含量为70％-80％，锂渣和副产品硫酸钠的比例为1:(1-2)。

进一步地，在步骤(2)中，所述焙烧的温度为1300℃-1500℃，焙烧时间为3-8h。

进一步地，在步骤(3)中，所述三氧化硫气体的通气速率为5-15m³/h。

进一步地，在步骤(4)中，所述硅酸钠熟料和水的比例为1：(2-5)。

进一步地，在步骤(5)中，所述杂质为金属离子，所述除杂剂为硫化钠和双氧水。

进一步地，所述硫化钠加入量为0.3％-0.8％,双氧水加入量为0.1％-0.5％，反应温度控制为40℃-80℃，反应时间为0.5-2h。

进一步地，在步骤(6)中，所述加热浓缩为煮沸后水分蒸发浓缩，浓缩至20-50倍浓度。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明的方法利用锂渣中的SiO₂和副产品硫酸钠高温焙烧得到硅酸钠熟料和三氧化硫气体。三氧化硫气体经吸收得到硫酸，硫酸返回锂矿酸化系统中循环利用，硅酸钠熟料加水浸出、除杂、压滤得到硅酸钠净化液和浸出渣，硅酸钠溶液经浓缩得到高价值的硅酸钠产品，浸出渣经以上处理后锂元素得到富集可以返回锂盐生产系统继续利用。该方法实现了锂盐生产过程中，锂元素理论上100％的回收率，且锂渣和副产品硫酸钠最大价值资源化利用，锂盐生产工艺做到闭路循环，体现了锂盐生产的绿色环保、低成本、高收益的先进工艺方法。

说明书附图

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。

实施例1

一种锂盐的高效回收方法，包括以下步骤：

1、称取1公斤锂渣,锂渣的SiO2含量为72％，再称取2公斤副产品Na2SO4，将二者混合均匀放到窑炉中焙烧；

2、将窑炉设置焙烧温度为1350℃，焙烧时间为4h。焙烧完成后得到SO3气体和硅酸钠熟料，SO3气体经吸收返回锂矿酸化系统利用，硅酸钠熟料自然冷却后，加9L水浸出，得到硅酸钠浸出液；

3、向浸出液中加入8g硫化钠和6mL双氧水除杂，设置反应温度50℃，反应时间0.5h。压滤，得到浸出渣和硅酸钠净化液，浸出渣返回锂矿焙烧系统，硅酸钠净化液经浓缩成硅酸钠产品。

实施例2

一种锂盐的高效回收方法，包括以下步骤：

1、称取2公斤锂渣,锂渣的SiO2含量为75％，再称取3.5公斤副产品Na2SO4，将二者混合均匀放到窑炉中焙烧。设置焙烧温度为1400℃，焙烧时间为5h。

2、焙烧完成后得到SO3气体和硅酸钠熟料，SO3气体经吸收返回锂矿酸化系统利用，硅酸钠熟料自然冷却后，加16L水浸出，得到硅酸钠浸出液。

3、加入17g硫化钠和11mL双氧水除杂，设置反应温度60℃，反应时间1h。压滤，得到浸出渣和硅酸钠净化液，浸出渣返回锂矿焙烧系统，硅酸钠净化液经浓缩成硅酸钠产品。

实施例3

一种锂盐的高效回收方法，包括以下步骤：

1、称取3公斤锂渣,锂渣的SiO2含量为78％，再称取6公斤副产品Na2SO4，将二者混合均匀放到窑炉中焙烧。

2、将窑炉设置焙烧温度为1450℃，焙烧时间为6h。焙烧完成后得到SO3气体和硅酸钠熟料，SO3气体经吸收返回锂矿酸化系统利用，硅酸钠熟料自然冷却后，加35L水浸出，得到硅酸钠浸出液。

3、加入40g硫化钠和30mL双氧水除杂，设置反应温度70℃，反应时间1.5h。压滤，得到浸出渣和硅酸钠净化液，浸出渣返回锂矿焙烧系统，硅酸钠净化液经浓缩成硅酸钠产品。

实施例4

一种锂盐的高效回收方法，包括以下步骤：

(1)配料：按照一定的比例取锂渣和副产品硫酸钠混合均匀后置于焙烧炉中，锂渣中SiO₂的含量为70％，锂渣和副产品硫酸钠的比例为1:1；

(2)焙烧：将焙烧炉升温至高温焙烧一段时间，焙烧的温度为1300℃，焙烧时间为8h，得到硅酸钠熟料和三氧化硫气体分离；

(3)吸收：将步骤(2)中的三氧化硫气体通入水中吸收得到硫酸，三氧化硫气体的通气速率为5m³/h，将该硫酸通入锂矿酸化系统中循环利用；

(4)浸出：将步骤(2)中的硅酸钠熟料和水按照1：2的质量比混合搅拌均匀后静置浸出，得到分层的上层溶液和浸出物；

(5)压滤：向步骤(4)中的上层溶液和浸出物中加入除杂剂将铁、铝等金属杂质去除后，压滤得到硅酸钠净化液和浸出渣，除杂剂为硫化钠和双氧水，硫化钠加入量为0.3％,双氧水加入量为0.1％，反应温度控制为40℃，反应时间为2h；

(6)回收：将硅酸钠净化液加热浓缩成为硅酸钠产品，将浸出渣返回锂矿焙烧系统利用，加热浓缩为煮沸后水分蒸发浓缩，浓缩至20倍浓度。

实施例5

一种锂盐的高效回收方法，包括以下步骤：

(1)配料：按照一定的比例取锂渣和副产品硫酸钠混合均匀后置于焙烧炉中，锂渣中SiO₂的含量为80％，锂渣和副产品硫酸钠的比例为1:2；

(2)焙烧：将焙烧炉升温至高温焙烧一段时间，焙烧的温度为1500℃，焙烧时间为3h，得到硅酸钠熟料和三氧化硫气体分离；

(3)吸收：将步骤(2)中的三氧化硫气体通入水中吸收得到硫酸，三氧化硫气体的通气速率为5m³/h，将该硫酸通入锂矿酸化系统中循环利用；

(4)浸出：将步骤(2)中的硅酸钠熟料和水按照1：5的质量比混合搅拌均匀后静置浸出，得到分层的上层溶液和浸出物；

(5)压滤：向步骤(4)中的上层溶液和浸出物中加入除杂剂将铁、铝等金属杂质去除后，压滤得到硅酸钠净化液和浸出渣，除杂剂为硫化钠和双氧水，硫化钠加入量为0.8％,双氧水加入量为0.5％，反应温度控制为80℃，反应时间为0.5h；

(6)回收：将硅酸钠净化液加热浓缩成为硅酸钠产品，将浸出渣返回锂矿焙烧系统利用，加热浓缩为煮沸后水分蒸发浓缩，浓缩至20倍浓度。

实施例6

一种锂盐的高效回收方法，包括以下步骤：

(1)配料：按照一定的比例取锂渣和副产品硫酸钠混合均匀后置于焙烧炉中，锂渣中SiO₂的含量为75％，锂渣和副产品硫酸钠的比例为1:2；

(2)焙烧：将焙烧炉升温至高温焙烧一段时间，焙烧的温度为1400℃，焙烧时间为5h，得到硅酸钠熟料和三氧化硫气体分离；

(3)吸收：将步骤(2)中的三氧化硫气体通入水中吸收得到硫酸，三氧化硫气体的通气速率为10m³/h，将该硫酸通入锂矿酸化系统中循环利用；

(4)浸出：将步骤(2)中的硅酸钠熟料和水按照1：4的质量比混合搅拌均匀后静置浸出，得到分层的上层溶液和浸出物；

(5)压滤：向步骤(4)中的上层溶液和浸出物中加入除杂剂将铁、铝等金属杂质去除后，压滤得到硅酸钠净化液和浸出渣，除杂剂为硫化钠和双氧水，硫化钠加入量为0.5％,双氧水加入量为0.3％，反应温度控制为50℃，反应时间为1.5h；

(6)回收：将硅酸钠净化液加热浓缩成为硅酸钠产品，将浸出渣返回锂矿焙烧系统利用，加热浓缩为煮沸后水分蒸发浓缩，浓缩至30倍浓度。

将实施例1-实施例6中的制得的硅酸钠产品根据行业标准进行测试，并与行业标准中的标准值对比，其对比结果如表1所示：

表1各实施例产品测试数据

	可溶固体(％)	铁(％)	氧化铝(％)	模数
					行业标准	≥99.0	≤0.020	≤0.30	3.41-3.60
实施例1	99.1	0.015	0.20	3.51
					实施例2	99.2	0.014	0.18	3.52
实施例3	99.2	0.014	0.19	3.54
					实施例4	99.1	0.015	0.19	3.53
实施例5	99.4	0.014	0.20	3.52
					实施例6	99.3	0.015	0.18	3.54

由表中可知，使用本发明的方法制备的硅酸钠产品均符合行业标准的要求，产品性能好。

综合以上实施例，本发明的方法回收锂具有以下优势：

1、本发明的方法将三氧化硫气体经吸收得到硫酸，硫酸返回锂矿酸化系统中循环利用，硅酸钠熟料加水浸出、除杂、压滤得到硅酸钠净化液和浸出渣，硅酸钠溶液经浓缩得到高价值的硅酸钠产品，浸出渣经以上处理后锂元素得到富集可以返回锂盐生产系统继续利用；

2、本发明的方法实现了锂盐生产过程中，锂元素理论上100％的回收率，且锂渣和副产品硫酸钠最大价值资源化利用，锂盐生产工艺做到闭路循环，体现了锂盐生产的绿色环保、低成本、高收益的先进工艺方法。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。