[發明專利]一種鋰輝石硫酸法生產碳酸鋰工藝母液中鋰的回收方法

有效

• 申請號: 201410216658.6
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN103964474A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 劉元禮
• 申請（專利權）人: 甘孜州瀘興鋰業有限公司
• 主分類號: C01D15/08
• 分類號: C01D15/08;C01D15/06
• 代理公司: 成都華典專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 徐豐

技術領域

本發明屬于礦法生產碳酸鋰技術領域，具體涉及一種鋰輝石硫酸法生產碳酸鋰工藝母液中鋰的回收方法。

背景技術

目前礦法生產碳酸鋰工藝中，主要包括焙燒、球磨、酸化、浸出、過濾、茍化、冷凍、蒸發和冷卻結晶分離等過程。

例如申請號為201310243237.8的發明專利公開了一種鋰精礦生產高純碳酸鋰的方法，該方法包括如下步驟：

(1)制備酸熟料步驟：鋰精礦先在回轉窯中經1000―1150℃煅燒轉型處理成焙料，把焙料經冷卻機降溫至80―145℃后用球磨機進行球磨至200目大于80％的過篩率，然后再把焙料與18-22％質量份的濃硫酸經螺旋輸送機進行混合，并升溫至250―280℃恒溫20―30分鐘到得酸熟料，控制酸熟料的殘余硫酸質量百分含量為3―6％；

(2)制備調漿液步驟：在調漿槽中加入4立方洗渣水，100-130kg重鈣，攪拌均勻，再緩慢加入2800-3000Kg酸熟料，得到調漿液；

(3)制備硫酸鋰浸出液步驟：調漿液用碳酸鈣粉或酸熟料將pH調至5―6，然后用過濾機進行過濾和洗滌，得到硫酸鋰浸出液和礦渣洗水；

(4)制備硫酸鋰凈化液步驟：在硫酸鋰浸出液中加入質量比碳酸鈉：氫氧化鈉＝1：1的碳酸鈉和氫氧化鈉混合溶液調節硫酸鋰溶液的pH至9.5―11.5，然后對其進行過濾得到硫酸鋰凈化液和凈化液濾渣；

(5)制備硫酸鋰完成液步驟：把硫酸鋰凈化液進行蒸發濃縮至氧化鋰含量為55―60g/L，然后進行過濾得到硫酸鋰完成液；

(6)配制碳酸鈉溶液步驟：把碳酸鈉溶解于(碳酸鋰攪洗液)冷凝水中，用氫氧化鈉并經過保溫陳華，過濾后得到碳酸鈉溶液，碳酸鈉溶液的碳酸鈉濃度為280―300g/L；

(7)初級沉鋰反應步驟：把碳酸鈉溶液轉移至沉鋰反應釜中，開啟攪拌，然后把碳酸鈉溶液升溫至95―98℃，并保持溫度慢慢加入硫酸鋰完成液，控制碳酸鈉過量10％-15％，硫酸鋰完成液加完后進行離心分離和洗滌，獲得碳酸鋰和碳酸鋰母液。

(8)析鈉母液制備步驟：將碳酸鋰母液在加熱條件下用硫酸中和至PH4.5-5，經蒸發濃縮，分離出無水硫酸鈉后，獲得析鈉母液，控制析鈉母液Li₂O濃度在25-30g/L

(9)碳酸鋰的攪洗：碳酸鋰入到反應釜中，按1:4固液比加入冷凝水，攪洗碳酸鋰，經固液分離洗滌得碳酸鋰，并得到攪洗液，攪洗液氧化鋰濃度控制為Li2O≤4g/L；攪洗液循環利用于配制碳酸鈉溶液和少量用于酸熟料調漿浸出硫酸鋰；

(10)高純碳酸鋰制備步驟：將優級碳酸鋰加入到純水中通入二氧化碳溶解成碳酸氫鋰溶液，并控制碳酸氫鋰溶液中氧化鋰的含量為14―19g/L，然后進行過濾，濾液轉移到高純沉鋰釜中，開啟攪拌并升溫到90―98℃，然后進行離心分離和洗滌，得到碳化母液和99.99％高純碳酸鋰；碳化母液經冷卻后進行循環利用繼續用于碳化溶解優級碳酸鋰成碳酸氫鋰溶液，并控制碳酸氫鋰溶液中氧化鋰的含量為14―19g/L，經過濾后升溫至90-98℃析出沉淀并固液分離、洗滌得到99.99％高純碳酸鋰，同樣得到碳化母液；經若干次循環利用后的碳化母液用作優級碳酸鋰的洗滌用水。

沉鋰母液中Li₂O的質量濃度為7g/L左右(母液中的鋰是以碳酸鋰形式存在，本領域都采用以Li₂O來計量)，目前對于沉鋰母液中鋰的回收方法有兩種：

一、將母液用硫酸中和，除去CO₃^2-，蒸發濃縮，將Li₂O濃縮至30g/L左右，進行二次沉鋰，得到二級品碳酸鋰。

二、將母液經冷凍析鈉，分離結晶硫酸鈉后，母液返回系統配堿，和堿化除鈣，以利用體系中的CO₃^2-。

然而第一種方法產生的二級品碳酸鋰品質差，同時降低了一級品碳酸鋰的收率。

第二種方法雖然避免了二級品碳酸鋰的產生，但是由于母液中的可溶性雜質(SO₄^2-、K⁺、Cl^-)全部返回系統，雜質的累積效應不可避免，會影響產品品質。

發明內容