[发明专利]一种从含锂原料中一步分离提取锂并制备碳酸锂的方法

说明书

本发明公开了一种从含锂原料中一步分离提取锂并制备碳酸锂的方法，包括步骤：将含锂原料破碎球磨得到粉末颗粒，添加助剂，并搅拌均匀；将添加好助剂的含锂原料均匀地加入到加热腔体中，加热腔体固定在物料翻滚走料装置中，均匀加热进行气体挥发，将挥发的气体在全密闭、全自动喷淋回收气体装置中喷淋吸收液进行吸收得溶液；将喷淋后得到的溶液进行净化除杂，调节pH值，过滤后进行离子交换，再经过解析后得到解吸液，解吸液中通入二氧化碳气体、氨水或碳酸盐溶液得到高纯的碳酸锂产品。该发明具有制备流程短，生产效率高，适用范围广、产品纯度高、节能减排等特点，可实现工业化大规模制备，从而解决从低品位含锂原料中高效提取利用锂资源的难题。

技术领域

本发明属于轻金属冶炼和资源综合利用技术领域，特别涉及一种从含锂原料中一步分离提取锂并制备碳酸锂的方法。

背景技术

锂是自然界中最轻的金属，具有高比热、高电导率和化学活性强等独特的物理化学特性。目前，在铝锂合金、锂电池和核聚变等民用工业和军工领域得到了极为广泛的应用，尤其在在锂电池方面的应用，被称为“新能源汽车的心脏”。随着欧洲和我国先后制定了关于禁售燃油汽车时间表，因此锂资源的优势愈发突出。

锂在自然界中主要有两种类型存在，一是以锂辉石锂云母、透锂长石等含锂矿石的形成存在于岩矿中，另一类是以锂离子形式存在于盐湖卤水、地下卤水和海水中。

Li₂CO₃是锂化合物中最重要的锂盐，是制备其它高纯锂化合物和锂合金的主要原料。我国主要以国产矿石或进口矿石提取碳酸锂为主，盐湖卤水提取碳酸锂的技术尚未完全成熟。但是在处理不同的锂矿时，由于其理化性质和杂质含量差别很大，提取碳酸锂的工艺也各不相同。目前主要采用3种方法，石灰石焙烧法、硫酸法和硫酸盐法。这些方法共同缺点是能耗大，同时要消耗较多的化学原料，污染严重，不符合国家绿色环保的生产理念和政策。因此现在需要开发一种简单、高效、绿色、环保，并且能够大规模工业化进行分离提取锂并制备碳酸锂的方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种简单、高效、绿色、环保从含锂原料中一步分离提取锂并制备碳酸锂的方法，该方法能够工业化大规模分离提取锂并制备碳酸锂，实现锂资源的有效提取和高效利用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种从含锂原料中一步分离提取锂并制备碳酸锂的方法，包括如下步骤：

含锂原料的预处理：将含锂原料进行破碎球磨得到粉末颗粒，然后添加助剂，并搅拌均匀；

原料的高温挥发吸收：将添加好助剂的含锂原料均匀地加入到加热腔体中，加热腔体固定在物料翻滚走料装置中，将物料均匀加热进行气体挥发，将挥发的气体在全密闭、全自动喷淋回收气体装置中喷淋吸收液进行吸收得溶液；

碳酸锂产品的收集：将喷淋后得到的溶液进行净化除杂，调节pH值，过滤后进行离子交换，再经过解析后得到解吸液，在解吸液中通入二氧化碳气体、氨水或碳酸盐溶液得到高纯的碳酸锂产品。

进一步地，所述含锂原料为锂云母、锂辉石、铁云母锂、磷锂铝石、透锂长石中的任意一种或几种的混合物，所述破碎球磨后得到的粉末颗粒粒度为20-100目。

进一步地，所述添加助剂为氧化物和氯化物，所述氧化物为氧化钠、氧化钾、氧化镁、氧化钙中的任意一种或几种的混合物；所述氯化物为氯化钠、氯化钙、氯化铵、氯化钾、氯化镁中的任意一种或几种的混合物，所述氧化物的添加量为质量分数5-50％；所述氯化物的添加量为质量分数1-30％。

进一步地，所述翻滚走料装置中的加热温度为600℃-1300℃，所述添加好助剂的含锂物料在翻滚走料装置中的停留时间为1-2小时，所述气体挥发的时间为30-90分钟。

进一步地，所述喷淋回收气体装置中所用的吸收液为盐酸溶液、氯化钠溶液或者硫酸溶液。