[其他]用硫酸鉀法處理鋰云母制取碳酸鋰的工藝方法

在審

• 申請號: 101985000001989
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN1003008B
• 公開（公告）日: 1989-01-04
• 發明（設計）人: 李明乾
• 申請（專利權）人: 廣州有色金屬研究院
• 代理公司: 廣東專利事務所
• 代理人: 劉安逸

本發明涉及對鋰云母進行二段浸出處理的工藝。本發明的要點是：利用鋰云母中的鉀提取鋰并回收鋰云母中的鉀、鈉、鋁、硅、銣、銫諸元素，方法是將鋰云母與硫酸鉀混合焙燒，進行一段四級逆流浸出，浸出液進行凈化沉淀得碳酸鋰產品。浸出渣進行二段四級逆流浸出并回收其中各元素。用本法生產碳酸鋰產能大，能耗低，無污染，可大大降低成本?？衫矛F有石灰法生產碳酸鋰的設備，節約基建投資。

本發明屬于對鋰云母進行二段浸出處理的化學冶金工藝方法。

一般從礦石制取碳酸鋰的生產方法，有石灰石法，硫酸法及硫酸鉀法。國內現在大多使用石灰石法來處理鋰云母，此法雖然能大規模用于工業生產，但有其不可避免的缺點，如要求精礦含鋰較高，對爐料及燒結塊要求粒度很小，燒結塊浸出后溶液很稀。因而蒸發量大，而且浸出的泥漿有凝聚性，易結塊而常使設備發生故障。其最大的缺點就是產能小，很不經濟，根據現在國際市場價格每噸Li₂CO₃為7000元計算，石灰石法生產碳酸鋰的成本已大大超過國際市場價格。因此，從產能和成本兩方面來看，本發明已具有很多優點。

在用硫酸鉀法處理鋰云母方面，如《國外鋰銣銫工業》中介紹的聯邦德國在法蘭克福的工廠，是將鋰云母焙燒后，用水浸出硫酸鋰，浸出渣棄去，浸出液凈化除去鐵、錳后，用蘇打沉淀出碳酸鋰，而捷克斯洛伐克的工廠也采用了類似的硫酸鉀法處理氟鐵鋰云母，生產碳酸鋰，其精礦與硫酸鉀按10∶3.5的比例配料混合，在900℃下焙燒，燒塊浸出，凈化則用過錳酸鉀將鐵氧化成三價，再用甲醇將過量錳還原使之沉淀，過濾后凈化液用碳酸鉀飽和溶液沉淀出碳酸鋰。

上述硫酸鉀法都是一段浸出處理鋰云母，其顯著缺點一方面是消耗大量鉀鹽且鉀鹽回收困難，另一方面是：一般生產一噸碳酸鋰要產生十幾噸浸出渣，其渣棄去后不僅嚴重污染周圍環境，而且渣中很多有用元素不能回收，因此得不到利用。據檢索結果，近二十多年來，硫酸鉀法一段浸出處理鋰云母制取碳酸鋰的工藝流程一直未能得到改進與重大發展。

本發明的目的就是為了節省能源和原料，避免環境污染及綜合利用鋰云母中有用元素，提出了采用硫酸鉀法二段浸出處理鋰云母制取碳酸鋰，綜合回收其中的有用元素。

本發明的要點是：利用鋰云母中的鉀，提出鋰云母中的鋰，在生產碳酸鋰的同時，回收鋰云母中的鉀、鈉、鋁、硅、銣、銫諸元素化合物，浸出渣得到綜合利用，詳細工藝流程請看本說明書附圖。

本發明的具體方法是：將鋰云母磨細至-60目，與硫酸鉀按配料比等于1比0.5混合，進行焙燒，焙燒溫度為930℃，焙燒時間2小時。焙燒后燒塊磨細至-60目，進行四級逆流浸出，浸出液的液固比為1.5比1，浸出時間為40～50分鐘即可。鋰的浸出率為85.3%～89.4%（按渣計）。浸出渣的X-光分析表明，浸出渣的成分為白云母和白榴石，浸出后浸出液中碳酸鋰的濃度達30～32g/L。

浸出液的凈化階段分兩段調節pH值，第一段調pH＝7，除去Fe、Al，然后將溶液過濾后，再調pH＝12，除去Mg、Mn、Ca等，即得凈化液，將凈化液加熱至90℃以上，用飽和碳酸鈉溶液按過量5%計算，加入到凈化液中，碳酸鋰即沉淀，其沉淀率為66.29～74.99%，沉淀物烘干后，其中含碳酸鋰達99%。

本發明的特征就是將一段浸出后的渣進行再浸出，即二段浸出。二段浸出是用稀硫酸0.5～1.5M或調到酸度為0.5～1.5M的礬后液，對浸出渣進行四級逆流浸出，浸出溫度為90℃～100℃，各元素皆可浸出，如Li、Na、K、Rb、Cs、Al、Fe等幾乎全部進入溶液中，二段浸出渣為SiO₂，其純度為96～97%。

二段浸出液中各元素的回收分四個步驟：

1.成礬：將二段浸出液蒸發濃縮，結晶出雜礬，過濾，濾液即礬后液。調整酸度后，返回用于二段浸出，其中之鋰富集到一定程度后可回收，雜礬加水溶解，得礬水液，作為提取Al（OH）₃、Na₂SO₄、K₂SO₄、（Rb、Cs）₂SO₄的料液。