阅读说明：本技术 锂云母的提锂方法、含锂母液和填充剂 (Method for extracting lithium from lepidolite, lithium-containing mother liquor and filler ) 是由 魏绪春 魏东东 廖新 于 2019-11-07 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种锂云母的提锂方法、含锂母液和填充剂,其中,锂云母的提锂方法包括：将锂云母矿高温焙烧并通入水蒸气脱氟后得到脱氟锂云母；将脱氟锂云母和钠盐、氧化钙分别研磨成细粉,混合后制得混合物并投入高压反应釜中进行压煮后过滤得到第一滤液以及第一滤渣；将纯碱和片碱以及EDTA依次加入到的第一滤液中后过滤,得到第二滤液和第二滤渣；将第二滤液加入纯碱后并进行加热处理后,过滤,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。(The invention discloses a method for extracting lithium from lepidolite, lithium-containing mother liquor and a filler, wherein the method for extracting lithium from lepidolite comprises the following steps: roasting the lepidolite ore at high temperature and introducing steam for defluorination to obtain defluorinated lepidolite; grinding defluorinated lepidolite, sodium salt and calcium oxide into fine powder respectively, mixing to obtain a mixture, putting the mixture into a high-pressure reaction kettle, performing pressure boiling, and filtering to obtain a first filtrate and a first filter residue; sequentially adding soda ash, caustic soda flakes and EDTA into the first filtrate, and filtering to obtain a second filtrate and a second filter residue; and adding the second filtrate into soda ash, heating, and filtering to obtain lithium-containing mother liquor, so as to realize extraction of lithium.)

锂云母的提锂方法、含锂母液和填充剂

技术领域

本发明涉及化工领域，尤其涉及一种锂云母的提锂方法、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。

我国勘探的锂云母品味较低，Li₂O含量在0.8％～1.8％之间，平均为1.61％，难以提取，锂云母资源未能得到高附加值的利用。现有技术，锂云母矿石要提炼锂，一般采用先将锂云母自然解离、浮选、提纯，从中提取锂云母，再从锂云母中把锂提炼出来。锂云母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，锂云母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云母的提锂方法来解决上述技术问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种锂云母的提锂方法、含锂母液和填充剂，旨以解决现有锂瓷石提锂工艺复杂、回收效率低的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种锂云母的提锂方法包括，包括如下步骤：

步骤一，将锂云母矿高温焙烧并通入水蒸气脱氟后得到脱氟锂云母；

步骤二，将步骤一中得到的脱氟锂云母和钠盐、氧化钙分别研磨成细粉，混合后制得混合物并投入高压反应釜中进行压煮后过滤得到第一滤液以及第一滤渣；

步骤三，将纯碱和片碱以及EDTA依次加入到步骤二中得到的第一滤液中后过滤，得到第二滤液和第二滤渣；

步骤四，将步骤三中得到的第二滤液加入纯碱后并进行加热处理后，过滤，取过滤液为含锂母液，取滤渣为白色填充剂。

优选地，所述步骤二包括：以质量份数记，取50～80份锂云母、30～58份钠盐和10～20份氧化钙分别研磨成粒径50～250目的粉状，混合制成所述混合物。

优选地，所述步骤二中的钠盐为包括硫酸钠、氯化钠或硝酸钠等。

优选地，所述钠盐为硫酸钠。

优选地，所述步骤二中将所述混合物投入高压反应釜中以160～240℃进行压煮，并在不断的搅拌下反应3～5小时后，过滤得到第一滤液以及第一滤渣。

优选地，所述步骤三包括：

以质量份数记，取10～20份纯碱、10～20份片碱以及5～10份EDTA依次加入到所述第一滤液中后过滤，得到第二滤液和第二滤渣。

优选地，所述步骤四包括：

以质量份记，取10～20份纯碱，并将所述第二滤液加入纯碱后并90℃以上的温度加热处理2～6小时，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。

本发明的技术方案中，通过使用硫酸钠、氧化钙以及锂云母一同压煮后，再在其首先加入氢氧化钠、碳酸钠进行一次沉淀，在一次沉淀的过程中，能够处于压煮过程产生的绝大多数杂质金属离子，因此再在第一滤液中加入碳酸钠，并在90℃以上的温度进行加热，从而能够将溶液中的锂离子析出成为碳酸锂，并且能够获得含锂母液，实现锂的提取，与现有技术比较，提锂步骤简单，提取率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一实施例的锂云母的提锂方法的流程示意图。

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。

本发明提供了一种锂云母的提锂方法，包括如下步骤：

步骤S1、将锂云母矿高温焙烧并通入水蒸气脱氟后得到脱氟锂云母。

具体地，锂云母均采自江西宜春奉新县，并请参考表1，脱氟锂云母中的主要成分(wt％)

Li<sub>2</sub>O

Na<sub>2</sub>O

K<sub>2</sub>O

Al

Fe

Rb

Cs

Mn

F

4.33％

3.26％

6.04％

8.25％

0.84％

0.45％

0.14％

0.14％

0.85％

在锂云母矿高温焙烧脱氟的步骤中，发生的反应式如下：

MeF·MeOH·Al₂O₃·3SiO₂+xH₂O→MeF·MeOH·Al₂O₃·3SiO₂+xH₂O

2[MeF·MeOH·Al₂O₃·3SiO₂+xH₂O]→K₂O·Al₂O₃·4SiO₂+Me’₂O·Al₂O₃·2SiO₂+2HF↑+2xH₂O

其中，Me为Li，Na、K、Rb、Cs；Me’为Li、Na、Rb、Cs

通过步骤S1的方法将锂云母矿以温度为900℃高温焙烧并通过水蒸气脱氟后得到的脱氟锂云母与现有的脱氟方法相比含氟量较小，而含氟量低的锂云母在焙烧锂云母矿时转型好，溶出率高。

步骤S2，将步骤S1中得到的脱氟锂云母和钠盐、氧化钙分别研磨成细粉，混合后制得混合物并投入高压反应釜中以160～240℃进行压煮，并在不断的搅拌下反应3～5小时后，过滤得到第一滤液以及第一滤渣；

在一些可选地实施例中，钠盐可以为硫酸钠、氯化钠或硝酸钠。

而在该实施例中，钠盐为硫酸钠，同时取50～80份锂云母、30～58份硫酸钠和10～20份氧化钙分别研磨成粒径50～250目的粉状，混合制成所述混合物。

氧化钙在较高温度条件下与锂云母混合焙烧时，由于氧化钙在高温时能与锂云母中的SiO₂、Al₂O₃、F反应生成稳定的铝硅酸钙盐、CaF₂，从而能够有效提高锂云母的熔点。

步骤S3，取10～20份纯碱、10～20份片碱以及5～10份EDTA依次加入到步骤S2中得到的第一滤液中后过滤，得到第二滤液和第二滤渣；

同时考虑到锂云母矿的主要成分是铝硅酸盐，而铝和硅均可以被强碱侵蚀，因此在焙烧压煮过程中需要添加一定量的氢氧化钠(片碱)，以增强压煮体系中的碱性，加速对锂云母结构的破坏以达到锂、钾等有价金属的溶出目的。因此，在该步骤中，加入纯碱以及片碱，以提升溶液中碳酸根离子的浓度，从而使得碳酸根离子能够于溶液中的铁离子、镁离子、铝离子、硅离子和钙离子进行反应，生成难溶于水的杂质，从而使得溶液中的锂离子的浓度升高，随后再通过过滤后，即可得第二滤液和第二滤渣，第二滤液包括碳酸铁、碳酸镁、碳酸铝、碳酸硅和碳酸钙。

同时，在溶液中加入EDTA(乙二胺四乙酸)，EDTA能够与铁离子、镁离子、铝离子、硅离子和钙离子等二价金属离子结合的螯合剂，从而能够加速铁离子、镁离子、铝离子、硅离子和钙离子等沉淀。同时，EDTA能溶于氢氧化钠或碳酸钠溶液中，因此加入EDTA也不会影响锂离子的析出。

步骤S4，取10～20份纯碱，并将步骤S3中得到的第二滤液加入10～20份纯碱后并90℃以上的温度加热处理2～6小时，过滤，取过滤液为含锂母液，取滤渣为白色填充剂。

由于铁离子、镁离子、铝离子、硅离子和钙离子等离子与锂离子相比更容易与碳酸根离子结合，因此，在步骤S3中，碳酸根离子会首先跟铁离子、镁离子、铝离子、硅离子和钙离子等离子结合，所以在步骤S3中将杂质离子去除后，再在第二滤液中加入纯碱，即在溶液中继续加入碳酸根，当碳酸根与铁离子、镁离子、铝离子、硅离子和钙离子等离子结合完毕后，碳酸根离子再与锂离子结合，从而形成碳酸锂，并且在90℃以上的温度加热的情况下，碳酸锂会自溶液中析出，因此再过滤后，其滤渣即为白色晶体的碳酸锂，且纯度较高。

在本发明中，通过使用硫酸钠、氧化钙以及锂云母一同压煮后，再在其首先加入氢氧化钠、碳酸钠进行一次沉淀，在一次沉淀的过程中，能够处于压煮过程产生的绝大多数杂质金属离子，因此再在第一滤液中加入碳酸钠，并在90℃以上的温度进行加热，从而能够将溶液中的锂离子析出成为碳酸锂，并且能够获得含锂母液，实现锂的提取，与现有技术比较，提锂步骤简单，提取率高。

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。

实施例1

取50kg锂云母矿高温焙烧并通入水蒸气脱氟后得到脱氟锂云母，同时将脱氟锂云母和44kg硫酸钠、20kg氧化钙分别磨成50目的细粉，混合后投入高压反应釜中以160℃进行压煮，同时在不断的搅拌下反应3小时后，过滤得到第一滤液以及滤渣，取10kg纯碱和10kg片碱以及7kgEDTA依次加入到第一滤液，过滤得到第二滤液以及第二滤渣，再取10kg纯碱加入到第二滤液后并以90℃以上的温度加热处理2小时，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96.2。

实施例2

取65g锂云母矿高温焙烧并通入水蒸气脱氟后得到脱氟锂云母，同时将脱氟锂云母和58g硫酸钠、15g氧化钙分别磨成150目的细粉，混合后投入高压反应釜中以200℃进行压煮，同时在不断的搅拌下反应5小时后，过滤得到第一滤液以及滤渣，取15g纯碱和20g片碱以及5gEDTA依次加入到第一滤液，过滤得到第二滤液以及第二滤渣，再取15g纯碱加入到第二滤液后并以90℃以上的温度加热处理4小时，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94.6。

实施例3

取80kg锂云母矿高温焙烧并通入水蒸气脱氟后得到脱氟锂云母，同时将脱氟锂云母和30kg硫酸钠、10kg氧化钙分别磨成250目的细粉，混合后投入高压反应釜中以240℃进行压煮，同时在不断的搅拌下反应4小时后，过滤得到第一滤液以及滤渣，取20kg纯碱和15kg片碱以及10kgEDTA依次加入到第一滤液，过滤得到第二滤液以及第二滤渣，再取20kg纯碱加入到第二滤液后并以90℃以上的温度加热处理6小时，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93.8。

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，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书内容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。