[發明專利]一種利用鋰云母制備氯化鋰及其副產品的方法

在審

• 申請號: 201410834147.0
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN104495880A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 席文峰;席春華;席文龍;席文芳
• 申請（專利權）人: 宜春市科遠化工有限公司
• 主分類號: C01D15/04
• 分類號: C01D15/04;C01F11/46
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 陳紅燕

技術領域

本發明屬于化學、物理、材料等學科的基礎理論知識與應用技術領域，涉及一種利用宜春鉭鈮尾礦鋰云母制備氯化鋰的新方法。

背景技術

江西宜春鉭鈮礦是亞洲規模最大的鉭鈮采選企業和鉭鈮鋰原料生產基地。其含有豐富的稀有金屬材料：如鉭、鈮、鋰、銣、銫、鈹、鉀、鈉等。鋰云母是鉭鈮尾礦浮選所得到的副產品，年產量可達到20萬噸以上。其精礦含Li₂O4.4％，Rb₂O?1.3％，Cs₂O?0.243％，是提鋰、銣、銫的重要工業原料。

鋰及其鹽類是鋰電新能源的基礎材料，被科學家譽為“工業味精，能源之星”，是生產鋰離子電池的最好材料，是發展新能源、新材料的重要金屬。近年來鋰離子二次電池以年均20％的發展速度增長。美國最近開發成功的新型聚合物鋰離子電池具有體積小、安全可靠的特點，其價格僅為現鋰離子電池的1/5，將用于電動汽車。

本發明利用宜春鉭鈮尾礦鋰云母制備氯化鋰及其副產品的新方法工藝中，對不同化合物理化性質的差異，選擇不同的分離方法，在制備氯化鋰的同時，還可得到硫酸鋁銣、硫酸鋁銫、硫酸鋁鉀、氟化鈣和硫酸鈣及硅砂等化合物，大幅度降低了生產成本，提高了鋰云母綜合開發利用率。

發明內容

本發明的技術方案是這樣來實現的，在利用宜春鉭鈮尾礦鋰云母制備氯化鋰及其副產品的新方法工藝中，其特征是采用化工浸提熱力學方法與應用技術，對不同化合物理化性質的差異，選擇不同的分離方法，在制備氯化鋰的同時，還可得到副產品銣、銫、鋁、鉀、氟、鈣、硅等化合物。

本發明的一種利用鋰云母制備氯化鋰及其副產品的方法，其特征在于，具體步驟如下：

酸解浸提→真空除氟→分離1→分離2→分離3→除鐵除鋁→中和→脫色濃縮→沉鋰→氯化。

酸解浸提：本發明采用化工浸提熱力學方法和技術，其特征是將鋰云母粉碎至60～100目后與濃度為25wt％～60wt％的硫酸溶液按質量比1:2.5～6的比例投入反應裝置。

真空除氟：在溫度為60℃～220℃、壓力為0.5×10⁵Pa～1.5×10⁵Pa條件下浸提除氟反應6-8小時；分離氫氟酸冷凝液，得到含Li⁺的硫酸鹽混合液。

分離1：將上述含Li⁺的硫酸鹽混合液趁熱過濾分離，回收濾液，為母液1。濾渣用水充分洗滌，得硅砂。并將洗液收集用于下批酸解配酸套用，具有節能、減排、環保的效果。采用這項措施，對年產1千噸氯化鋰或碳酸鋰的小型企業，每年可節約硫酸2500噸；節約用水14000噸。

分離2：是將母液1在攪拌下緩慢降溫至60℃～0℃，冷卻結晶析出銣銫礬化合物。過濾分離，回收濾渣，濾液為母液2。

分離3：是將母液2在攪拌下降溫至40℃～-5℃，冷卻結晶生成鉀鋁礬化合物。過濾分離得固體明礬。回收濾液為母液3。

除鐵除鋁：是在攪拌下，將母液3的PH值調節至2.81～8.35，再加入少量的過氧化氫，把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，使其轉化為氫氧化物沉淀。過濾分離，去除濾渣，回收濾液為母液4。

中和：在母液4中加入氫氧化鈣控制溶液中的PH值為3～7.5，反應完畢，得中和反應的混懸液。過濾分離，用水洗滌濾渣，得石膏。將濾液和洗液回收合并為母液5。

脫色濃縮：是將母液5在攪拌下加熱至70℃～90℃左右，加入少量活性炭，吸附溶液中的色素和雜質，尤其是要吸附酸浸提過程中析出的微量膠狀二氧化硅(SiO₂·nH₂O)，因膠狀二氧化硅的存在給操作上會帶來麻煩。脫色完畢，減壓濃縮至終點時，控制溶液中Li⁺的濃度在20g～40g/L。過濾除去雜質，濾液為母液6。

沉鋰：將母液6在攪拌下加熱至90℃～100℃于2個大氣壓通入二氧化碳沉鋰反應60～100分鐘，生成白色沉淀。反應完畢，過濾或離心分離，再用熱水洗滌后，在110℃條件下烘干即得碳酸鋰。

氯化鋰制備：稱取碳酸鋰25克溶于適量的20％～60％的鹽酸中，在攪拌下加熱至25℃～60℃反應1小時，生成氯化鋰。反應完畢，將此溶液在60℃～90℃條件下濃縮，待濃縮液表面鼓起大汽泡時，及時出料。經冷卻、結晶、過濾、干燥，即得氯化鋰產品。

本發明利用宜春鉭鈮礦鋰云母制備氯化鋰的方法中：所述熱水為90℃以上的蒸餾水；所述水為25℃的水或自來水，濃度為質量濃度。