[发明专利]一种锂辉石制备铝硅合金并富集锂的方法

说明书

本发明公开了一种锂辉石制备铝硅合金并富集锂的方法，按褐煤中C和锂辉石的摩尔比6～7:1的比例，将褐煤和锂辉石混合，同时添加粘土，混匀；将混合料压制成型后在电弧炉中进行煅烧；收集煅烧的挥发物得到富锂灰，煅烧产物冷凝后得到铝硅合金；本发明具有原料易得、反应温度低、流程短、工艺简单、易操作、成本低、对环境无污染等优点。

技术领域

本发明属于有色金属冶金领域，涉及锂辉石综合利用的工艺，具体为锂辉石制备铝硅合金并富集锂的方法。

背景技术

近年来，随着国民经济的发展，锂及锂的化合物的优异性能越来越受到人们的关注，不仅被广泛用于医药、玻璃、制冷、陶瓷、原子能、冶金工业及军事工业等传统领域，而且在现代高新技术领域如锂基合金、轻质合金、核聚变、航空航天、新型高能锂电池等方面也得到了广泛的应用。

锂辉石是我国生产电池级碳酸锂最主要的原料，各种锂辉石生产工艺，都需要对锂辉石进行转型焙烧，即通过高温焙烧的手段把锂辉石晶形从α态转型成β态，后续再通过浓硫酸焙烧、石灰石焙烧、硫酸盐焙烧、氯化物焙烧或者纯碱压煮等不同手段，把锂从固体晶格中提出，进而形成了硫酸法、石灰烧结法、纯碱压煮法、硫酸盐法和氯化物焙烧法等生产工艺。

申请号为201080065025.X的发明专利公开了一种制造碳酸锂的方法，所述方法包括：锻烧α-锂辉石矿或精矿，生成β-锂辉石；然后冷却后球磨，在将其与硫酸混合后，转入硫酸化窑炉，在高温下，硫酸化β-锂辉石；将硫酸化的β-锂辉石转到浸提步骤，其中将硫酸锂浸提在水中；然后通过一系列的除杂措施，最终得到沉淀的碳酸锂和硫酸钠母液。

申请号为201110000790.X的发明专利公开了一种生产碳酸锂和氢氧化锂的方法，其步骤依次为a.锂辉石精矿：经过1050～1100℃高温焙烧，冷却，细磨，加入98％的浓硫酸在250～300℃酸化焙烧之后，再经过湿法提取，除去钙、镁杂质，蒸发浓缩、压滤后得到硫酸锂溶液，然后再制取碳酸锂母液从而得到碳酸锂；在碳酸锂母液中加入氢氧化钡也可得到氢氧化锂。

申请号为201610364357.7的发明专利公开了一种硫酸法锂盐生产新工艺，包括：取锂辉石精矿，先焙烧，再冷却，得锂辉石焙砂；对锂辉石焙砂进行磨矿，得锂辉石矿粉；向锂辉石矿粉中加入硫酸，焙烧，得酸熟料；向酸熟料中加入碳酸钙，得混合物，向混合物中加水，过滤，得硫酸锂浸出液；再通过微滤膜除杂、加入纯碱等措施，制备得到碳酸锂成品。

以上专利申请均是采用普通的硫酸法从锂辉石中提取锂，得到碳酸锂和氢氧化锂等锂盐形式的产品，而锂辉石中的铝和硅经过滤后进入渣中，造成资源的浪费。本发明采用电热法冶炼锂辉石，挥发烟尘得到锂含量较高的富锂灰，可作为真空法制备金属锂的原料；冷凝产物中得到铝硅合金，充分将使得锂辉石中的有价金属得到综合的利用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种锂辉石制备铝硅合金并富集锂的方法， 该方法以锂辉石为原料，褐煤作为还原剂，粘土作为粘结剂，直接提取铝硅合金以及提取金属锂，本发明方法具有原料易得、反应温度低、流程短、工艺简单、易于操作、成本低、对环境无污染等特点。

本发明的技术方案如下：

（1）以锂辉石为原料，以褐煤为还原剂，以粘土为粘结剂，按褐煤中C和锂辉石(LiAl[Si₂O₆])的摩尔比为6～7:1的比例，将褐煤和锂辉石混合，同时添加粘土，混匀；

所述锂辉石的主要成分及质量百分比为：Li₂O 6.05～6.1%， Al₂O₃ 26.5～30.0%，SiO₂60.31～61.0%，Fe₂O₃ 3.05～4.01%；

所述褐煤的主要成分及质量百分比为：灰分22.91～23.5%，挥发分12.55～13.8%，固定碳 63.13～64.5%；