阅读说明：本技术 锂瓷石的提锂系统、提锂方法、含锂母液和填充剂 (Lithium extraction system and method for lithium china stone, lithium-containing mother liquor and filling agent ) 是由 魏绪春 魏东东 廖新 于 2019-11-07 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种锂瓷石的提锂系统、提锂方法、含锂母液和填充剂,其中,锂瓷石的提锂系统包括依次连通的研磨机构、回转窑、冷却窑、溶解机构和过滤机构,以及余热机构、用于向所述回转窑供热的加热管路、与所述加热管路连通的除硫机构,所述加热管路依次经过所述回转窑、所述余热机构和所述除硫机构,所述余热机构内用于盛放溶液,所述余热机构与所述溶液机构的连通并向所述溶解机构提供加热的溶液,所述除硫机构的底部与所述研磨机构连通。在本发明中,通过将通过余热机构可利用加热管路中的余热加热溶液,并将加热的溶液通入溶解机构,以增加溶解率；通过将除硫机构和研磨机构连通,可利用除硫机构产生的石膏,减少生产废料。(The invention discloses a lithium extraction system and a lithium extraction method of lithium china stones, lithium-containing mother liquor and a filling agent, wherein the lithium extraction system of the lithium china stones comprises a grinding mechanism, a rotary kiln, a cooling kiln, a dissolving mechanism and a filtering mechanism which are sequentially communicated, a waste heat mechanism, a heating pipeline for supplying heat to the rotary kiln and a sulfur removal mechanism communicated with the heating pipeline, the heating pipeline sequentially passes through the rotary kiln, the waste heat mechanism and the sulfur removal mechanism, a solution is contained in the waste heat mechanism, the waste heat mechanism is communicated with the solution mechanism and provides the heated solution for the dissolving mechanism, and the bottom of the sulfur removal mechanism is communicated with the grinding mechanism. In the invention, the solution can be heated by the waste heat in the heating pipeline through the waste heat mechanism, and the heated solution is introduced into the dissolving mechanism, so that the dissolving rate is increased; through with sulphur removal mechanism and grinding mechanism intercommunication, the gypsum that usable sulphur removal mechanism produced reduces production waste.)

锂瓷石的提锂系统、提锂方法、含锂母液和填充剂

技术领域

本发明涉及废料制造技术领域，具体涉及一种锂瓷石的提锂系统、提锂方法、含锂母液和填充剂。

背景技术

锂是一种重要的稀有金属元素，而硫酸锂或碳酸锂是一种重要的化工原料，随着国家新能源发展规划的出台，锂电新能源成为国家重点支持发展的能源产业之一；而硫酸锂或者是碳酸锂作为锂电新能源发展的重要基础原料，其需求量越来越大，价格也越来越高。

我国勘探的锂瓷石品味较低，Li₂O含量在0.8％～1.8％之间，平均为1.61％，难以提取，锂瓷石资源未能得到高附加值的利用。现有技术，锂瓷石矿石要提炼锂，一般采用先将锂瓷石自然解离、浮选、提纯，从中提取锂云母，再从锂云母中把锂提炼出来。锂瓷石提炼锂云母过程中该过程产生大量的尾矿，消耗大量的能源及人力，导致生产成本升高；另一方面，锂瓷石提炼锂云母过程中锂的回收率一般只能达到70％-80％，锂云母提炼锂的过程锂的回收率为80％-90％，综合锂的回收率只有60％-70％，造成锂资源的大量浪费。该工艺整体来说工艺复杂、流程长，锂的回收率低、加工费用高，效果不佳。

因此有必要提供一种新型的锂瓷石提锂方法，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种锂瓷石的提锂系统、提锂方法、含锂母液和填充剂，以解决现有锂瓷石提锂工艺复杂、废料多的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种一种锂瓷石的提锂系统，包括依次连通的研磨机构、回转窑、冷却窑、溶解机构和过滤机构，以及余热机构、用于向所述回转窑供热的加热管路、与所述加热管路连通的除硫机构，所述加热管路依次经过所述回转窑、所述余热机构和所述除硫机构，所述余热机构内用于盛放溶液，所述余热机构与所述溶液机构的连通并向所述溶解机构提供加热的溶液，所述除硫机构的底部与所述研磨机构连通。

优选地，所述除硫机构包括排烟管、喷淋装置和回收装置，所述喷淋装置用于向所述排烟管内喷淋碳酸钙，所述回收装置与所述回转窑连通，所述回收装置用于收集所述喷淋装置产生的石膏并向所述研磨机构提供石膏，所述回转窑用于加热锂瓷石、石膏和氧化钙。

优选地，所述余热机构内盛放溶液为水。

本阿敏还提供了一种采用如上所述锂瓷石的提锂系统的锂瓷石的提锂方法，其特征在于，所述锂瓷石的提锂方法的包括如下步骤：

步骤一、取锂瓷石、氧化钙和所述除硫机构产生的石膏分别研磨成粉，混合制成混合物；

步骤二、将所述步骤一中生产的混合物造粒，放入所述回转窑，1000～1100℃高温灼烧，烧成的熟料，将所述熟料运送至所述冷却窑冷却后，运送至所述溶解机构；

步骤三、所述余热机构向所述溶解机构通入温度为90℃以上的水，搅拌后运送至所述过滤机构过滤，取过滤液为含锂母液，取滤渣为白色填充剂。

优选地，所述步骤一包括：

以质量分数计，取55～60质量份的锂瓷石、30～40质量份的石膏和5～10质量份的氧化钙分别研磨成粒径150～250目的粉状，混合制成所述混合物。

优选地，所述步骤二包括：

将所述步骤一中生产的混合物加入造粒剂进行造粒，放入所述回转窑，1000～1100℃高温灼烧，烧成的熟料，将所述熟料运送至所述冷却窑冷却后，运送至所述溶解机构；

优选地，所述造粒剂为聚丙烯酰胺和/或聚合氯化铝。

优选地，所述步骤三包括：

所述余热机构向所述溶解机构通入温度为90℃以上的水，搅拌30min后运送至所述过滤机构过滤，取过滤液为含锂母液，取滤渣为白色填充剂。

本发明还提供了一种如上述锂瓷石的提锂方法制备的含锂母液。

本发明还提供了一种如上述锂瓷石的提锂方法制备的白色填充剂。

在本发明中，通过将通过余热机构可利用加热管路中的余热加热溶液，并将加热的溶液通入溶解机构，以增加溶解率；通过将除硫机构和研磨机构连通，可利用除硫机构产生的石膏，减少生产废料。

附图说明

图1为本发明一实施例的锂瓷石的提锂系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

一种锂瓷石的提锂系统，包括依次连通的研磨机构1、回转窑2、冷却窑3、溶解机构4和过滤机构5，以及余热机构6、用于向所述回转窑2供热的加热管路7、与所述加热管路7连通的除硫机构8，所述加热管路7依次经过所述回转窑2、所述余热机构6和所述除硫机构8，所述余热机构6内用于盛放溶液，所述余热机构6与所述溶液机构的连通并向所述溶解机构4提供加热的溶液，所述除硫机构8的底部与所述研磨机构1连通。

在本实施例中，所述余热机构6内盛放溶液为水。

进一步地，所述除硫机构8包括排烟管、喷淋装置和回收装置，所述喷淋装置用于向所述排烟管内喷淋碳酸钙，所述回收装置与所述回转窑2连通，所述回收装置用于收集所述喷淋装置产生的石膏并向所述研磨机构1提供石膏，所述回转窑2用于加热锂瓷石、石膏和氧化钙。

在本发明中，通过将通过余热机构6可利用加热管路7中的余热加热溶液，并将加热的溶液通入溶解机构4，以增加溶解率；通过将除硫机构8和研磨机构1连通，可利用除硫机构8产生的石膏，减少生产废料。

本发明提供了一种锂瓷石的提锂方法包括如下步骤：

步骤S1、取锂瓷石、石膏和氧化钙分别研磨成粉，混合制成混合物；

具体地，以质量分数计，取55～60质量份的锂瓷石、30～40质量份的石膏和5～10质量份的氧化钙分别研磨成粒径150～250目的粉状，混合制成所述混合物。所述步骤S1中，所述石膏为含水率为7％～10％的石膏研磨为粒径为200目。

锂瓷石以SiO₂、Ai₂O₃、Li₂O、K₂O、Na₂O等成份构成。在本实施例中石膏可以是外购的工业石膏废料、也可以是烟道中烟气脱硫过程中产生的烟气脱硫石膏。

步骤S2、将所述步骤S1中生产的混合物造粒，放入回转窑，1000～1100℃高温灼烧，烧成的熟料；

具体地，将所述步骤S1中生产的混合物加入造粒剂进行造粒；造粒剂有足够的黏性，以保证混合物具有良好的成型性和机械强度；经高温锻烧造粒剂能全部挥发，熟料中不留或少留造粒剂残留杂质。在本实施例中，所述造粒剂为聚丙烯酰胺和/或聚合氯化铝。

将造粒放入回转窑，1000～1100℃高温灼烧，烧成的熟料。所述造粒剂为聚丙烯酰胺和/或聚合氯化铝。

锂瓷石中Li₂O、K₂O、Na₂O含量较高，使其具有很强的助熔能力；选择1000～1100℃使得SiO₂·Ai₂O₃·Li₂O可在CaSO₄和CaO的参与下生成新的物质的同时，由于新的物质本身又不会进一步分解生成硅酸钙。在仅加入CaSO₄的情况下，生成li_xCa_y(SO₄)_z；加入CaSO₄和CaO的情况下，由于氧化钙的加入，可与SiO₂、Ai₂O₃等形成铝硅酸钙，从而提高锂瓷石的熔点，可缩短煅烧时间，增加含锂母液锂离子含量，在CaSO₄的存在下生成Li₂SO₄。CaO作为可作为固氟剂，从而生成结晶为八面体和立方体氟化钙。

步骤S3、取温度为90℃以上的水加入所述步骤S2中制备的熟料中，搅拌后，过滤，取过滤液为含锂母液，取滤渣为白色填充剂。

具体地，取温度为90℃以上的水加入所述步骤二中制备的熟料中，搅拌30min后，经板框过滤器过滤，取过滤液为所述含锂母液，取滤渣为所述白色填充剂。

通过煅烧，使锂瓷石由α-型转变成结构较疏松、易于和硫酸盐反应的β-型，使其中的锂转变为硫酸锂。过滤后，滤液为含有氢氧化锂的母液，滤渣主要成分是含硅铝钙，滤渣可用于制备白水泥；或涂料等混合物中充当白色填充剂。氟化钙可增加滤渣光泽度。

在本发明中，通过将锂瓷石、石膏和氧化钙一同煅烧，从而可获得Li₂SO₄，将Li₂SO₄溶于高温水中，从而获得含锂母液，实现锂的提取，与现有技术比较，提锂步骤简单，提取率高；产生的废料主要为白色铝硅酸钙，可进一步用于涂料中充当填充剂或制作白色水泥，有利于环境保护。

本发明还提供了一种如上述锂瓷石的提锂方法制备的含锂母液。可对含锂母液加入氢氧化钙进行进一步的除渣，提高锂含量。

本发明还提供了一种如上述锂瓷石的提锂方法制备的白色填充剂。该白色填充剂可用于装饰涂料等制作。

以下通过具体实施例对本发明提出的锂瓷石的提锂方法进行具体说明，其中，锂瓷石采自江西宜春奉新县，锂瓷石主要成分如下：

	％		％
				Li<sub>2</sub>O	1.63	Cs<sub>2</sub>O	0.74
SiO<sub>2</sub>	55.78	Na<sub>2</sub>O	6.12
				Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	21.34	Rb<sub>2</sub>O	2.20
K<sub>2</sub>O	6.27	Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	0.41

实施例1

取57g锂瓷石、35g工业石膏废料和8g氧化钙分别研磨成粒径200目的粉状，混合制成所述混合物。其中，石膏的含水率为7％～10％。

在混合物中加入聚丙烯酰胺进行造粒，放入回转窑，1000～1100℃高温灼烧，烧成的熟料；

取温度为90℃以上的水加入熟料中，搅拌30min后，经过滤器过滤，取过滤液为含锂母液，取滤渣为所述白色填充剂。

对含锂母液中的锂元素进行检测，提取率为95.1。

实施例2

取55kg锂瓷石、30kg工业石膏废料和5kg氧化钙分别研磨成粒径150目的粉状，混合制成所述混合物。其中，石膏的含水率为7％～10％。

在混合物中加入聚丙烯酰胺进行造粒，放入回转窑，1000～1100℃高温灼烧，烧成的熟料；

取温度为90℃以上的水加入熟料中，搅拌30min后，经板框过滤器过滤，取过滤液为含锂母液，取滤渣为所述白色填充剂。

对含锂母液中的锂元素进行检测，提取率为92.1。

实施例3

取60kg锂瓷石、40kg工业石膏废料和10kg氧化钙分别研磨成粒径250目的粉状，混合制成所述混合物。其中，石膏的含水率为7％～10％。

在混合物中加入聚合氯化铝进行造粒，放入回转窑，1000～1100℃高温灼烧，烧成的熟料；

取温度为90℃以上的水加入熟料中，搅拌30min后，经板框过滤器过滤，取过滤液为含锂母液，取滤渣为所述白色填充剂。

对含锂母液中的锂元素进行检测，提取率为93.3。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。