[發(fā)明專利]含鋰材料的處理工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380003136.1
• 申請日: 2013-08-01
• 公開（公告）號: CN104271781A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 亞特達·沙瑪
• 申請（專利權(quán)）人: 瑞德工業(yè)礦物有限公司
• 主分類號: C22B3/06
• 分類號: C22B3/06;C22B3/10;C22B26/12;C25B1/16;C01D15/02
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 陳燕嫻

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及含鋰材料的處理。

更具體地，本發(fā)明涉及含鋰材料處理和氫氧化鋰及碳酸鋰生產(chǎn)的工藝。該工藝對由鋰輝石礦或者精礦，或鹵水獲得的氯化鋰溶液進行電解。總體來說，本發(fā)明的工藝其目的是提供一種高純度或者電池級的氫氧化鋰及碳酸鋰產(chǎn)物。

本發(fā)明的工藝可以進一步提供一種鹽酸產(chǎn)物。更進一步地，總體來說，本發(fā)明的工藝采用了含貴金屬的混合金屬氧化物（MMO）電極，從而提高了本工藝的電化學(xué)環(huán)節(jié)的效率。

背景技術(shù)

從含鋰礦或者精礦中生產(chǎn)碳酸鋰的現(xiàn)有工藝一般對α-鋰輝石礦或者精礦進行熱處理。該熱處理可被稱作爆裂法并且可將α-鋰輝石轉(zhuǎn)化為β-鋰輝石，β-鋰輝石進而能夠被酸液溶解。β-鋰輝石在酸液中溶解的步驟在窯內(nèi)進行并且生成溶性鋰鹽。該鋰鹽被輸送至一個或多個容器，在這些容器內(nèi)所述鋰鹽被提純。浸出的粗鋰鹽接著進入到調(diào)節(jié)漿料的pH值的步驟，從而使特定的雜質(zhì)，—包括鐵和鎂—將被沉淀析出。這樣，提純后的鋰鹽可用碳酸鈉進行處理以產(chǎn)生碳酸鋰。該碳酸鋰可以進而用消石灰進行處理以生成氫氧化鋰。

從鹵水生產(chǎn)碳酸鋰和氫氧化鋰的工藝一般包括采用蒸發(fā)池來增加其所包含的鹽的濃度，接著再通過一系列步驟來降低雜質(zhì)含量。

現(xiàn)有技術(shù)中的上述工藝在去除浸出液中存在的雜質(zhì)方面效率相對較低，這將導(dǎo)致會產(chǎn)生純度較低的氫氧化鋰及碳酸鋰產(chǎn)物。

因而，本發(fā)明的工藝的目標(biāo)克服上文所述的一個或多個現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，或者至少提供一種有用的現(xiàn)有技術(shù)替代方案。

上文中對背景技術(shù)進行介紹的目的僅在于方便理解本發(fā)明。上述介紹并不意味著表明或承認上面所提到的任何材料在本申請的優(yōu)先權(quán)日之時屬于公知常識的一部分。

在本申請的說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語“包括”的意思應(yīng)被理解為包含了所列出的一個事物或一組事物，但不排除任何其它的一個或一組事物，但是根據(jù)上下文對“包括”需要另作其它解釋的除外。

術(shù)語“電池級碳酸鋰”指的是具有約99.5%或更高的純度的產(chǎn)物。類似的是，術(shù)語“電池級氫氧化鋰”指的是具有約99%或更高的純度的產(chǎn)物。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于含鋰材料處理的工藝，該工藝包括以下步驟：

（1）以所述含鋰材料制備工藝液；

（2）使步驟（1）生成的工藝液進入一系列除雜質(zhì)步驟，從而生成基本上純化的氯化鋰溶液；以及

（3）使步驟（2）生成的純化的氯化鋰溶液進入電解步驟，從而生成氫氧化鋰溶液。

作為本發(fā)明的一個方案，以浸出液的形式制備步驟（1）的工藝液。優(yōu)選地，通過使含鋰材料進入浸出步驟來形成所述浸出液，在該浸出步驟中所述材料通過鹽酸進行浸出。

優(yōu)選的是，作為步驟（2）的除雜質(zhì)步驟進一步包括使浸出液被濃縮到氯化鋰接近飽和的濃縮步驟。

步驟（3）中生成的氫氧化鋰溶液可以通過水份蒸發(fā)增稠以便生成一水氫氧化鋰晶體。

進而，步驟（3）中生成的氫氧化鋰溶液可以通過使壓縮二氧化碳進入該溶液而被碳化，從而生成碳酸鋰沉淀。

作為本發(fā)明的一個方案，所述含鋰材料是α-鋰輝石礦或精礦，并且所述工藝進一步包括：首先鍛燒所述α-鋰輝石礦或精礦以便生成β-鋰輝石的步驟。在本發(fā)明的另一個方案中，所述含鋰材料是含鋰鹵水。

作為本發(fā)明的另一個方案，步驟（3）中生成的氫氧化鋰溶液的一部分通過蒸發(fā)/結(jié)晶來增稠以生成一水氫氧化鋰晶體，并且其另一部分通過使壓縮二氧化碳進入該溶液而被碳化，從而生成碳酸鋰沉淀。

優(yōu)選地，步驟（2）的除雜質(zhì)步驟包括Al和Fe氯化物的一次或多次高溫水解，增大pH值以便使Al,?Fe,?Mg和Mn的氫氧化物沉淀，沉淀碳酸鋰以便去除Ca，以及分步結(jié)晶以便去除Na和K。

進一步優(yōu)選地，去除Na和K的所述分步結(jié)晶在所述濃縮步驟之后立即進行。

所述除雜質(zhì)步驟優(yōu)選地進一步包括離子交換步驟。優(yōu)選地，所述離子交換步驟將浸出液中存在的鈣、鎂及其它多價陽離子基本上去除全部。進一步優(yōu)選地，所述多價陽離子被去除至低于約10?ppm的水平。

進一步優(yōu)選的，在蒸發(fā)/結(jié)晶中從溶液中蒸發(fā)出來的水份被再壓縮，與補給蒸汽混合并用于蒸發(fā)/結(jié)晶。所述蒸發(fā)/結(jié)晶步驟優(yōu)選地采用真空蒸發(fā)結(jié)晶器。

優(yōu)選地，所述β-鋰輝石在所述浸出步驟之前先被冷卻并且研磨。優(yōu)選地所述β-鋰輝石被研磨至低于約300μm。進一步優(yōu)選地，所述β-鋰輝石被研磨至約75μm的粒度為P₈₀。

優(yōu)選地，所述浸出步驟在高溫下進行。