[发明专利]一种锂铝酸热一体化提取方法

说明书

本发明涉及矿石提锂技术领域，具体涉及锂铝酸热一体化提取方法。本发明采用的锂铝酸热一体化提取方法，同时能够获得碳酸锂、氧化铝、硫酸钾和硫酸产品，硫酸钾可作为原料制备钾明矾，所得硫酸可用于对含锂物料进行焙烧，显著降低了浓硫酸以及硫酸钾的用量。循环浸出可以提高液体I中的锂离子含量，降低浓缩成本。焙烧产生的余热可用于浓缩、硫酸钾的溶解以及粗钾明矾的溶解，钾明矾的煅烧产生的余热可用于含锂物料的焙烧，实现了余热的充分利用，大大降低了提取的能耗。综上所述，本发明提供的锂铝酸热一体化方法具有能够获得多个产品、能耗低、物耗低、成本低、能够实现含锂物料的最大化利用的特点。

技术领域

本发明涉及矿石提锂技术领域，具体涉及一种锂铝酸热一体化提取方法。

背景技术

锂是一种重要的稀有金属原料，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，从含锂的矿石中提取锂是锂的重要来源。

目前，含锂物料的硫酸法提锂工艺主要步骤为：含锂物料与浓硫酸按0.5～1.5:1的质量比混合后在200～280℃的温度下进行焙烧，将所得焙烧料浸出，加石灰控制pH值至11左右，加碳酸钠除钙、镁等杂质，过滤得到清液，清液蒸发浓缩后加入碳酸钠沉淀成碳酸锂。现有硫酸法提锂工艺主要存在以下缺点：(1)浸出溶液Al、Fe等杂质含量高，后续的净化负荷量重、渣量大；(2)未考虑硫酸循环应用，其工艺硫酸用量大，成本较高；(3)浸出溶液中Al含量高(5～20g/L)，未考虑Al综合回收问题；(4)未考虑浸出液循环浸出，后续蒸发浓缩成本高；(5)未考虑余热再利用问题。因此，提供一种充分回收含锂物料中锂铝、耗能低、成本低的提取方法具有重要的意义。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种锂铝酸热一体化提取方法，本发明提供的方法能够实现锂铝的同时提取，且能耗低、生成成本低。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种锂铝酸热一体化提取方法，包括以下步骤：

(1)将含锂物料与浓硫酸混合，进行焙烧，分别得到焙烧料和焙烧烟气；所述焙烧的余热用于步骤(3)和步骤(4)中；所述浓硫酸的质量分数≥85％；

(2)将所述焙烧料进行粉碎，得到焙烧粉碎料；将所得焙烧粉碎料与浸取剂混合，进行浸出后过滤，分别得到滤液和滤渣；将所述滤渣进行水洗，得到洗涤液；将所述滤液和洗涤液合并，得到浸出液；所述浸取剂为水；所述浸出在通入含氧气体的条件下进行；所述焙烧粉碎料与水洗用水的固液比为1g：0.5～2mL；

(3)将所述浸出液的pH值调节至1.5～3，加入硫酸钾第一溶解，将所得混合液进行降铁处理后过滤，分别得到滤液和滤渣；将所述滤渣进行水洗，得到洗涤液；将所述滤液和洗涤液合并浓缩至浸出液体积的40～60％，进行结晶后固液分离，分别得到粗钾明矾和液体I；所述pH值调节采用碱包括碳酸根源；所述混合液中K⁺与Al³⁺的摩尔比为0.8～1.05：1；所述浸出液与水洗用水的体积比为1：0.05～0.5；所述液体I作为浸取剂回用于步骤(2)中；

(4)将所述粗钾明矾第二溶解于水中，依次进行重结晶和固液分离，分别得到精制钾明矾和液体II；所述液体II作为浸取剂回用于步骤(2)中；

(5)重复步骤(1)～(4)操作n次，当所述液体I中锂离子浓度＞3g/L时，将所述液体I升温至40～100℃，利用碳酸根源调节pH值至5～7后中和反应0.5～2h，加入除杂剂调节pH值至＞9后除杂处理0.5～2h，过滤，分别得到滤液和滤渣；将所述滤渣进行水洗，得到洗涤液，将所述滤液和洗涤液合并，得到粗锂溶液；所述n≥2；所述液体I与水洗用水的体积比为1：0.1～0.5；所述重复过程中，步骤(2)中所述浸取剂为步骤(3)中的所述液体I、步骤(4)中的所述液体II和补加水的混合溶液；

(6)利用树脂离子交换柱对所述粗锂溶液进行深度净化除杂，得精制锂溶液；