[发明专利]从硫酸锂粗矿分离提取锂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂提取工艺，具体涉及从硫酸锂粗矿提取锂的技术。

背景技术

目前锂的提取主要有从盐湖卤水提锂以及从锂矿石提锂这两种途径。

盐湖卤水提锂的工艺基本都是经过一系列分离处理后，再加入碳酸钠沉锂，以得到碳酸锂。例如：青海锂业采用多级膜分离技术，以东台吉乃尔盐湖卤水为原料，利用多级膜分离技术工艺路线，可以将老卤中Mg：Li比由20：1降低到1：2左右，继而加入碳酸钠使卤水中的锂以碳酸锂析出；中信国安利用煅烧法，以西台吉乃尔盐湖卤水为原料，采用煅烧法进行锂镁分离，淡水浸取得到锂溶液，二次除镁并浓缩后，用碳酸钠沉锂得碳酸锂；蓝科锂业的树脂吸附法，利用树脂吸附法对察尔汗盐湖进行锂资源开发，工艺包括树脂吸附、洗脱、浓缩、膜分离和碳化等过程。

此外，西藏矿业对扎布耶盐湖采取“冬储卤-日晒冷冻-升温沉锂”工艺和温棚及太阳池升温沉锂技术，从盐湖卤水中直接得到碳酸锂固体粗产品，再进一步精制提纯碳酸锂，该方法通过一系列盐田工艺直接获得碳酸锂，不需要加入沉淀剂。

自然界中的锂矿物主要有锂辉石、透锂长石、锂云母、铁锂云母、磷锂铝石等。锂矿石提锂首先是将锂矿石进行破碎、细磨、利用选矿工艺选出含锂精矿，然后采用硫酸法、石灰法等方法处理锂矿石，再用水浸出，一般得到硫酸锂或氢氧化锂的溶液，最后再经过除杂、蒸发浓缩等一系列工序得到锂盐。目前，从锂矿石提锂生产碳酸锂的方法主要有硫酸法、硫酸盐法、石灰烧结法、纯碱压煮法等，其基本都需要进行高温焙烧或烧结，能耗高、生产成本高，工艺流程长。

本发明所称的硫酸锂粗矿是采用专利CN201310124579.8公开的方法，从某高原硫酸盐型盐湖卤水，经过一系列盐田分离工艺，无需外加试剂获得的。其包括步骤：将硫酸盐型盐湖卤水蒸发到氯化钠饱和状态，在冬季冷冻析出芒硝，控制卤水中硫酸根离子的含量为1g/L～7g/L时进行固液分离；将析出芒硝后的卤水在春夏季蒸发析出氯化钠；对析出氯化钠后的卤水蒸发析出钾石盐、光卤石、泻利盐，控制卤水中锂离子浓度大于或等于6g/L后进行固液分离，固液分离后的卤水为高氯化镁含量的卤水；将高氯化镁含量的卤水与芒硝混合反应析出钠盐和镁盐，控制溶液中镁锂比小于或等于8：1时进行固液分离，得到富硼锂卤水；将富硼锂卤水与水反应析出硼矿，固液分离后得到富锂卤水；将富锂卤水导入锂盐池中蒸发析出锂盐矿。这种硫酸锂粗矿中含有质量百分数为17.05%至40.09%的Li₂SO₄·H₂O，并且还含有NaCl、MgSO₄·7H₂O和光卤石等。

该硫酸锂粗矿是盐湖提锂工艺中获得的盐田富锂矿物，除少量砂石外，其共存矿物包括氯化钠、硫酸镁、光卤石等水溶性的盐。

发明内容

本发明旨在从硫酸锂粗矿分离提取锂并制备锂盐产品，提供一种工艺简单且锂收率高的方法。

本发明的技术方案为一种从硫酸锂粗矿分离提取锂的方法，包括步骤：S1除镁，将所述硫酸锂粗矿矿粉与水混合，加入氧化钙以沉淀镁，反应1h至5h，陈化1h至3h，固液分离，使除镁率达到85%以上，得到第一溶液和固渣；S2除硫酸根，向所述第一溶液中加入氯化钙以除去硫酸根，反应30min至90min，陈化10min至60min，固液分离，使硫酸根的浓度小于5g/L，得到第二溶液和固体硫酸钙；S3沉钙，于60-90℃，向所述第二溶液中加入碳酸钠以沉淀钙，反应30min至90min，陈化10min至60min，固液分离，使钙的去除率达到85%以上，得到第三溶液和固体碳酸钙；S4浓缩，用盐酸调节所述第三溶液pH为3～8，然后将其蒸发浓缩，析出固体，固液分离后得到一级浓缩液；S5提取碳酸锂，于60-95℃，向所述一级浓缩液中加入碳酸钠以沉淀碳酸锂，反应30min至90min，陈化20min至60min，固液分离，得到固体碳酸锂和滤液。

其中，步骤S1中，水的加入量可以为矿粉质量的5～20倍。氧化钙的加入量可以为沉淀镁所需氧化钙理论质量的90%至105%。

其中，步骤S2中，氯化钙的加入量可以为沉淀硫酸根所需氯化钙理论质量的100%至115%。

其中，步骤S3中，碳酸钠的加入量可以为沉淀钙所需碳酸钠理论质量的90%至110%。

其中，步骤S4中，析出的晶体为氯化钠，一级浓缩液中锂离子浓度可以为10-50g/L。

其中，步骤S5中，加入的碳酸钠可以为饱和碳酸钠溶液或碳酸钠固体，碳酸钠的加入量可以为沉锂所需碳酸钠理论物质的量的100%至115%。