[發明專利]一種天然α鋰輝石直接提鋰副產沸石的方法

在審

• 申請號: 201910926630.4
• 申請日: 2019-09-27
• 公開（公告）號: CN110526264A
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 曠戈;郝慧玲;劉慧勇;黃海;沈志民;余美燕
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C01D15/08
• 分類號: C01D15/08;C01B39/02
• 代理公司: 35100 福州元創專利商標代理有限公司
• 代理人: 修斯文;蔡學俊<國際申請>=<國際公布>

本發明公開了一種直接以天然α鋰輝石為原料提鋰副產沸石的方法，該方法將天然α鋰輝石經破碎研磨及篩分后，將篩分至一定粒徑的α鋰輝石粉末與硫酸鈉、添加劑、水配制成漿料，經一定溫度、壓力下反應一段時間后，經固液分離得到含鋰濾液和濾渣，測得天然α鋰輝石中鋰的浸出率達到95%，含鋰濾液經除雜、沉鋰和過濾后可得到鋰鹽產品，濾渣經洗滌、過濾和干燥后可得到高附加值的沸石產品。本發明實現了直接以天然α鋰輝石為生產原料提取鋰，并得到高附加值的沸石產品，實現了資源最大化利用，且該工藝簡化了生產流程，降低了能耗，生產過程中無三廢排放，實現了礦石提鋰的綠色環保生產。

技術領域

本發明屬于礦石提取及沸石合成領域，具體涉及一種天然α鋰輝石直接提鋰副產沸石的方法。

背景技術

鋰具有重量輕、質地軟、金屬活動性最強、化學性質十分活潑等優良特性，廣泛應用于儲能電池、核工業、玻璃陶瓷、航空航天及臨床醫藥等行業，被譽為“推動世界進步的能源金屬”。

鋰輝石是鋰族產品的重要生產原料。大自然中存在的鋰輝石晶型結構為α型，屬于結構致密的單斜晶系硅酸鹽，化學性質比較穩定，而鋰輝石另一種晶型結構即β型鋰輝石，屬四方晶系，結構比較疏松，化學性質比較活潑。

目前工業上應用較多的方法是首先將天然α型鋰輝石在高溫下焙燒使其晶型轉換成β型鋰輝石，然后再以β型鋰輝石為生產原料進行提鋰，而將天然α型鋰輝石轉換成β型鋰輝石所需溫度較高，一般在1000～1200℃，根據此方法研究出的工藝存在生產流程長、生產成本高、生產過程中造成的污染嚴重，反應渣的利用率低等問題。

沸石是一種具有多孔結構的硅鋁酸鹽礦物，具有較高的水熱穩定性、高選擇性和良好的離子交換性。可用作生產橡塑助劑、土壤改良劑、重金屬提取劑、環保建材等，應用十分廣泛。因此，開發一條以天然α鋰輝石為生產原料直接提鋰并副產沸石的工藝對于鋰工業的發展具有重大意義。而目前少數采用α鋰輝石直接提鋰的工藝也存在極大的問題，如中國專利（申請號201811340942.9）公開了一種從鋰輝石礦中提取鋰并副產沸石或鉀霞石的方法，其是將鋰輝石與氫氧化鈉或氫氧化鉀在反應溫度為260～350℃，氫氧化鈉或氫氧化鉀與鋰輝石重量比為（1～10）：1的條件下混合提鋰，該生產過程溫度較高，且需使用大量昂貴的可溶性強堿氫氧化鈉與氫氧化鉀，對反應設備腐蝕較大，原料成本較高；中國專利（申請號2017105893957）公開了一種NaOH分解鋰輝石制備碳酸鋰副產方沸石的方法，該方法所需生產原料鋰輝石中Li₂O≥6.5%，反應溫度240～280℃，鋰輝石、氫氧化鈉和水的質量比為4：（1～2）：（40～80），其不適用于低品位鋰輝石礦提鋰，同時反應原料大量用到昂貴的強堿氫氧化鈉，成本較高、對反應設備腐蝕較大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種天然α鋰輝石直接提鋰副產沸石的方法，該方法直接以天然α鋰輝石為生產原料進行提鋰，不需要經過高溫焙燒對鋰輝石進行晶型轉換，解決了鋰輝石晶型轉換過程中能耗高的問題，且采用廉價的微溶堿石灰或氫氧化鈣與硫酸鈉為原料，同時解決了鋰輝石提鋰后礦渣難處理的問題，大幅度降低了生產成本，過程中無“三廢”排放，鋰浸出率高，生產流程綠色環保。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種天然α鋰輝石直接提鋰副產沸石的方法，其包括以下步驟：

（1）原料處理：將天然α鋰輝石經破碎、研磨并篩分，得到一定粒徑的α鋰輝石粉末；

（2）提鋰反應：將步驟（1）獲得的α鋰輝石粉末與硫酸鈉、添加劑和水按照一定的比例配制成漿料，混合均勻后放入反應器中，控制在180～260℃、0.5～6MPa條件下反應0.5～8h，反應結束后冷卻至40～50℃；

（3）反應后處理：將步驟（2）得到的冷卻后的混合物料進行固液分離，得到含鋰濾液和濾渣；

（4）濾渣處理：將步驟（3）得到的濾渣進行洗滌、過濾干燥后得到高附加值的沸石產品；