[发明专利]提取锂化合物的方法

说明书

本发明涉及由含锂矿物制备锂化合物的方法和设备。该方法包括：a)浸出步骤，其中在含有碱性碳酸盐的浸出水溶液中浸出含锂矿物，以从含锂矿物中释放锂和磷酸盐，从而获得含有碳酸锂和磷酸盐的浸出浆料，b)碳酸化步骤，其中在CO₂的存在下，将由浸出步骤获得的含有碳酸锂和磷酸盐的浸出浆料与碱土金属化合物反应，以获得包含碳酸氢锂的碳酸化浆料，和使浸出浆料中所含的磷酸盐作为不溶性磷酸盐化合物沉淀，c)固液分离步骤，其中对从碳酸化步骤获得的碳酸化浆料进行固液分离，其中未溶解的矿物和磷酸盐化合物作为能够被回收或丢弃的固体分离，从而获得含碳酸氢锂的溶液。

发明领域

本发明涉及从矿物或矿物精矿中提取锂化合物的方法。

对锂和锂化合物的需求是金属资源中增长最快的需求之一。可以从矿物、盐水和海水中提取锂。含锂的矿物来源是锂辉石(spodumene)、透锂长石(pentalite)和锂云母(lepidolite)。

矿物和矿物精矿含有脉石，例如含磷的磷灰石。当目标是高纯度锂产物或中间产物时，挑战通常是确保从锂产物中正确分离杂质。

WO2007103083A2中描述了一种从含锂矿物提取锂的方法，其公开了使用碱性物质进行提取，提供沉淀的副产物，同时锂被溶解。然后锂从该溶液直接沉淀成碳酸盐。但是，这种过程也典型会引起杂质与碳酸锂一起沉淀。

US2004/0005267A1公开了通过如下方式制备低钠碳酸锂的方法：使用苏打灰从纯化的盐水中沉淀碳酸锂，过滤从而获得固体碳酸锂，引入二氧化碳气体以使固体碳酸锂反应到碳酸氢盐水溶液中，可以使固体杂质由此分离。

当通过碱性碳酸盐浸出工艺加工含锂的矿物精矿(例如锂辉石精矿)时，已观察到磷杂质溶解并作为不溶性磷酸盐化合物进一步汇至最终碳酸锂产物。典型地，磷酸盐杂质是与锂和/或不希望有的金属的化合物。典型将碳酸锂进一步加工以形成其它锂化学物质，例如氢氧化锂。在进一步加工期间，磷杂质的存在可能导致锂损失。磷杂质典型源自于精矿的脉石矿物，例如磷灰石。在源自于具有小于0.5％磷灰石的精矿的最终碳酸锂盐中，典型的磷酸盐水平(作为单质P)在500至2000ppm的范围内。

发明简述

与现有技术的设置和方法相关的缺点之一是，脉石矿物中存在的磷酸盐在锂(或锂辉石)浸出环境中是部分溶解的，并且与锂和/或不希望的化合物反应从而在期望的锂产物(典型为碳酸锂)中形成不需要的磷酸锂化合物。

因此，本发明的目的是提供一种方法和用于实施该方法的设置，以减轻杂质的上述缺点或锂损失。通过特征如独立权利要求所述的方法和设置来实现本发明的目的。从属权利要求中公开了本发明的优选实施方案。

本发明提出一种在含锂矿物(例如含锂精矿，典型是锂辉石精矿)的碳酸盐浸出过程中将磷酸盐物质作为不溶性化合物除去的方法。本发明基于如下思想：在碳酸化(carbonization)阶段期间使磷酸盐物质沉淀从而抑制磷酸盐与锂反应。

本发明的方法和设置的优点是作为期望的产物获得锂，即作为碳酸氢锂或碳酸锂，而不是由与锂反应的杂质磷酸盐形成的不期望的副产物。利用本发明的方法和设备，可以实现磷含量小于300ppm的碳酸锂产物，更典型地小于200ppm。没有本发明的话，最终产物的磷含量将为500-2000ppm。

附图简述

下文中将参照附图通过优选实施方案更详细地描述本发明，其中：

图1是本发明的示例实施方案的流程图。

发明详述

本发明涉及制备锂化合物的方法，更具体地涉及从含锂的矿物制备一种或多种类型的锂碳酸盐的方法，特别是碳酸氢锂(锂的碳酸氢盐)和/或碳酸锂。本发明的方法包括：