[發(fā)明專利]一種鋰輝石熱還原制碳酸鋰的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110470971.2
• 申請(qǐng)日: 2021-04-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113003590A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘輝;干勇;楊培
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川萬(wàn)邦勝輝新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): C01D15/08
• 分類號(hào): C01D15/08;C04B7/147
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 呂玲

本發(fā)明涉及碳酸鋰生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種以α型鋰輝石為原料進(jìn)行熱還原制碳酸鋰的方法。該方法包括以下步驟：將ɑ型鋰輝石精礦粉末與還原劑、阻熔劑混合，在真空、高溫條件下，在還原爐中進(jìn)行還原，使鋰輝石中的鋰還原為金屬鋰蒸汽，再經(jīng)過(guò)冷凝，得到金屬鋰與還原后的含有金屬鋰和氧化鋰的鋰輝石礦渣；含有金屬鋰和氧化鋰的鋰輝石礦渣用水浸出，得浸出渣和料漿；將浸出渣和料漿沉淀除鈣、過(guò)濾，濾液為碳酸鋰原料溶液，再經(jīng)濃縮、沉淀鋰，生產(chǎn)電池級(jí)或高純碳酸鋰產(chǎn)品。本新方法為綠色環(huán)保技術(shù)，避免了現(xiàn)有技術(shù)中的高?；瘜W(xué)品氯氣的生產(chǎn)和硫酸的使用，環(huán)境負(fù)荷小；無(wú)環(huán)境污染和固體廢物排放，環(huán)境效益好，安全性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及碳酸鋰生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種以α型鋰輝石為原料進(jìn)行熱還原制碳酸鋰的方法。

背景技術(shù)

隨著新能源——鋰離子電池迅猛發(fā)展，全球?qū)︿嚠a(chǎn)品的需求量年平均以15-20％的速度增長(zhǎng)。碳酸鋰作為鋰電池最主要的鋰源，其生產(chǎn)技術(shù)，成為這一領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，也成為目前全球技術(shù)的研發(fā)熱點(diǎn)。

目前，全球碳酸鋰生產(chǎn)技術(shù)普遍采用硫酸酸化焙燒法生產(chǎn)，即是以鋰輝石為原料，通過(guò)煅燒轉(zhuǎn)型、粉碎、濃硫酸拌合、酸化焙燒、浸出、凈化、過(guò)濾、蒸發(fā)濃縮、沉淀鋰、過(guò)濾、蒸發(fā)結(jié)晶、副產(chǎn)品硫酸鈉回收利用等工藝過(guò)程而生產(chǎn)。該法的主要缺點(diǎn)是：

(1)其生產(chǎn)工藝復(fù)雜，物料消耗量大，且鋰?yán)寐实?82-86％)，使其生產(chǎn)成本高(達(dá)4-4.5萬(wàn)元/噸，而目前工業(yè)級(jí)碳酸鋰產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格為4.0-4.3萬(wàn)元/噸)。

(2)其高溫焙燒過(guò)程中產(chǎn)生大量的硫酸酸霧，環(huán)境污染大。

(3)其礦渣和副產(chǎn)品硫酸鈉多(1噸碳酸鋰大約產(chǎn)生8噸礦渣和2噸硫酸鈉)，礦渣和副產(chǎn)品硫酸鈉價(jià)值低，回收處理成本高，環(huán)境負(fù)荷大。因此，這種傳統(tǒng)的鋰輝石制碳酸鋰生產(chǎn)方法成本高，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，無(wú)環(huán)境污染和固體廢物排放，環(huán)境負(fù)荷小的鋰輝石熱還原制碳酸鋰的方法。該方法不但可生產(chǎn)碳酸鋰，還可生產(chǎn)金屬鋰的，且生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量好，價(jià)值高，可直接生產(chǎn)比電池級(jí)更高級(jí)別的高純碳酸鋰。

為了實(shí)現(xiàn)以上發(fā)明目的，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種鋰輝石熱還原制碳酸鋰的方法，包括以下步驟：以ɑ型鋰輝石為原料，在真空、高溫條件下，將ɑ型鋰輝石與還原劑、阻熔劑混合制團(tuán)，在還原爐中進(jìn)行熱還原，使鋰輝石中的鋰還原為金屬鋰蒸汽，再經(jīng)過(guò)冷凝，得到金屬鋰與還原后的含有金屬鋰、氧化鋰的鋰輝石礦渣；含有金屬鋰、氧化鋰的鋰輝石礦渣取出，用水浸出，將浸出渣和料漿過(guò)濾，濾液為氫氧化鋰溶液，經(jīng)蒸發(fā)濃縮后，通入CO₂氣體，進(jìn)行碳酸化，料漿過(guò)濾，濾餅經(jīng)干燥，得到碳酸鋰產(chǎn)品，母液返回濃縮工段循環(huán)。

作為本申請(qǐng)中一種較好的實(shí)施方式，所述的鋰輝石為α型鋰輝石精礦，其品位≥5％，粒度為過(guò)150-200目篩。

作為本申請(qǐng)中一種較好的實(shí)施方式，所述的還原劑為復(fù)合還原劑，由高硅硅鐵、鋁粉、鋁硅粉按質(zhì)量比為1：0.1-0.5：0.1-0.5混合制得，為高硅的硅鐵；Al含量≥99wt％的鋁粉；活性占70wt％，且粒度6-10um的鋁粉；鋁硅合量大于等于98％的鋁硅粉或碳粉。

作為本申請(qǐng)中一種較好的實(shí)施方式，所述高硅硅鐵，其硅含量≥75wt％，粒度為6-8um；所述鋁粉，鋁含量≥99wt％，其活性占70wt％，粒度為6-8um；所述鋁硅粉，其鋁硅合量≥98wt％，粒度為6-8um。

作為本申請(qǐng)中一種較好的實(shí)施方式，所述的阻熔劑為CaO，CaO含量90-98％(wt％)。

作為本申請(qǐng)中一種較好的實(shí)施方式，ɑ型鋰輝石精礦、還原劑和阻熔劑加入量以質(zhì)量計(jì)為1：0.1-0.5：0.3-2.5。