[發明專利]鋰云母焙燒制備硫酸鋰溶液的方法

有效

• 申請號: 201810487771.6
• 申請日: 2018-05-21
• 公開（公告）號: CN108516569B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 南進喜;鐘斌;蘇捷;劉劍葉;吳進方
• 申請（專利權）人: 江西南氏鋰電新材料有限公司
• 主分類號: C01D15/06
• 分類號: C01D15/06
• 代理公司: 南昌市贛昌知識產權代理事務所(普通合伙) 36140
• 代理人: 劉鴻運

本發明就是要提供一種鋰云母焙燒制備硫酸鋰溶液的方法，是以鋰云母為原料，鋰云母及輔料進入回轉窯之前增加一臺平式球磨機，鋰云母及輔料在干式球磨機內充分混勻，采用鋰云母和硫酸鹽和/或工業廢物混合料混合焙燒，并采用低、中、高溫的多次焙燒方法，再進行浸出，降低了能源消耗，提高了鋰云母提取硫酸鋰的經濟效益。

技術領域：

本發明涉及一種從鋰云母礦物質原料中提取鋰鹽溶液的方法，特別是鋰云母焙燒制備硫酸鋰溶液的方法。

背景技術：

鋰是一種重要的稀有金屬原料，隨著國家新能源發展規劃的出臺，鋰電新能源成為國家重點支持發展的能源產業之一；而鋰鹽如硫酸鋰或碳酸鋰等作為鋰電新能源發展的重要基礎原料，其需求量越來越大。

鋰云母是一種重要的礦產資源，其含有豐富的稀有金屬材料，鋰、鈉、鉀、銣、銫、鋁等。隨著世界能源的日益緊張，開發利用新能源為世界的共同課題，鋰電新能源作為新能源發展的重要產業之一，越來越被各國所重視；因此對鋰云母原料的綜合開發與應用成為當今的熱門課題。

江西宜春鉭鈮鋰礦是目前亞洲最大的鉭鈮鋰礦，鉭鈮鋰資源豐富，鋰云母中二氧化鋰含量達4.5%，具有提取鋰鹽的資源優勢條件，且鋰云母中含有鉀、銣、銫、鋁等多種有價值的金屬元素，綜合利用這些資源，可以大幅提高從鋰云母中提取碳酸鋰的利用價值，從而大幅降低鋰鹽生產成本。

目前鋰云母礦制備鋰鹽的方法主要石灰石焙燒法、硫酸法、硫酸鹽法等。石灰石焙燒法是將鋰云母礦與石灰石按1:3混合，在875-911℃焙燒。焙燒料急冷水淬，磨細后進行浸出；鋰分解率在81%左右。該方法原料來源廣泛，價格低廉。然而存在物料流通量大，設備效率低，能耗高，金屬回收率低等缺點。硫酸鹽法是將鋰云母與硫酸鉀等輔料混合焙燒浸出，該方法優于石灰石法，但硫酸鉀價格昂貴，導致生產成本過高。

現有硫酸鹽法焙燒鋰云母提取鋰工藝技術方案，由于存在上述的缺陷，因此目前工業上雖有應用，但還未進行大規模的工業化生產，即使工業了的其生產的產量比較小年產不過數千噸，經濟和環境壓力大。究其原因就是爐窯不能穩定持續的生產，經常發生塵料及結窯的現象，因為鋰云母和硫酸鹽要在熔融狀態下才能完成離子交換，即硫酸鹽中鉀離子與云母中的鋰離子交換，生成水溶性的硫酸鋰，鋰云母熔點1800℃左右，硫酸鉀熔點1069℃。且鋰云母和硫酸鉀粒度不一樣以及鋰云母和硫酸鉀混合是否充分混勻從而導致同一配方在回轉窯焙燒過程中，出現在同一溫度下局部過熱而融化造成結窯現象，同時局部又沒有鋰云母和硫酸鉀達到熔融狀態而產生生料。因而導致生產出生料所以導致回轉窯對鋰云母進行煅燒時，不能持續穩定的生產。

另一方面，通常鋰云母焙燒時，是使用硫酸鉀作為輔料來焙燒的；但是硫酸鉀控制目前市場售價是接近每噸3000元。而尋找替代硫酸鉀或者部分替代硫酸鉀具有重要經濟價值。如硫酸鈣每噸僅500-600元；但是使用硫酸鈣來全部或部分的替代硫酸鉀作為鋰云母的焙燒輔料時，其使用量與配比及工藝操作條件如何，通過對鋰云母與輔料的精細化的配置，才能產生最佳效果，這就是鋰云母提取鋰鹽及其溶液如硫酸鋰溶液的一個現實課題。

還有，現有的鋰云母回轉窯焙燒所產生的焙燒料通常含鋰只有1-1.1%左右，按常規液固比3:1來浸出得到的浸出液，含鋰只有3克/升左右，也就是說每一立方米的水溶液只能達到3公斤鋰，對后續生產碳酸鋰及硫酸鋰溶液來說濃度太低了，因而必須減小液固比，最好是能達到12克/升以上，也就是說液固中的鋰才能達到12克/升以上，才能實現經濟、環保與社會效益的提升。

發明內容：

本發明就是要提供一種鋰云母焙燒制備硫酸鋰溶液的方法，是以鋰云母為原料，鋰云母及輔料進入回轉窯之前增加一臺平式球磨機，鋰云母及輔料在干式球磨機內充分混勻，采用鋰云母和硫酸鹽和/或工業廢物混合料混合焙燒，并采用低、中、高溫的多次焙燒方法，再進行浸出，降低了能源消耗，提高了鋰云母提取硫酸鋰的經濟效益。