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CN107200338A - 一种酸化法从锂磷铝石中提取氢氧化锂的工艺 - Google Patents

一种酸化法从锂磷铝石中提取氢氧化锂的工艺 Download PDF

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CN107200338A
CN107200338A CN201710577799.4A CN201710577799A CN107200338A CN 107200338 A CN107200338 A CN 107200338A CN 201710577799 A CN201710577799 A CN 201710577799A CN 107200338 A CN107200338 A CN 107200338A
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sodium
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范兵
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Shantou Universal Mineral Tiomin Resources Inc
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Abstract

本发明属于无机化工中的锂电池材料提取技术领域。其工艺路线为:锂磷铝石经过磨细并与浓硫酸一起配料→焙烧→熟料磨细并浸出→净化除杂→蒸发浓缩→苛化→冷冻析钠→蒸发结晶→重结晶→烘干包装。应用本发明的工艺技术,可以从锂磷铝石中将锂提取出来,变成符合标准的单水氢氧化锂产品,锂的收率可以达到86%以上。本发明将锂磷铝石用于提锂,拓宽了提锂原料的范围。

Description

一种酸化法从锂磷铝石中提取氢氧化锂的工艺
技术领域:
本发明涉及锂磷铝石的锂提取研发技术领域,尤其涉及一种酸化 法从锂磷铝石中提取氢氧化锂的工艺。
背景技术:地球上锂的工业矿物主要有以下几种:
表1锂的工业矿物
其中以锂辉石最为著名,因为锂辉石成矿规模大,成分简单,提 锂工艺成熟,是目前使用最多的锂矿物。而锂云母虽然也是成矿规模 比较大,但由于其成分复杂,提锂工艺也复杂,因而用于提锂较少, 主要用于玻璃陶瓷行业。铁锂云母、锂磷铝石和透锂长石则由于分布 稀少,成矿规模小,至今未有工业应用的报道,而关于对此三种矿物 的提锂工艺方法则更未见公开报道。
我们要研究的锂磷铝石是一种含锂量最高的锂矿物,其纯矿物含 氧化锂量为10.1%,但其在自然界中不常见,偶有发现也是很小规模, 没有作为工业开采的价值。但现在在非洲发现的这个锂磷铝石矿则有 一定的规模,具备工业开采的价值。
锂磷铝石常为不规则块状和近等轴状,颜色为灰色、黄白、绿白 等,由于有一定量的其它共生矿物,实际含Li2O8~9.5%,是含锂最 高的工业矿物,产于花岗伟晶岩中,有时也见于云英岩和高温石英脉 中。锂磷铝石是一种含锂、铝的氟磷酸盐,产于花岗伟晶岩,与锂辉 石、电气石、锂云母及磷灰石共生,主要用作提取锂的资源。
锂磷铝石的组成如下:%
表2
发明内容:
本发明的目的之一在于提供一种酸化法从锂磷铝石中提取氢氧 化锂的工艺,尤其是一种开创性的酸化法从锂磷铝石中提取氢氧化锂 的工艺。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:一种酸化法从锂磷铝石 中提取氢氧化锂的工艺,其特征在于:包括以下步骤:
(1)原料磨细:对锂磷铝石原料进行磨细;
(2)配料:将步骤(1)磨细后的锂磷铝石以及浓硫酸以重量比为 1:0.25~0.37进行混合;
(3)焙烧:对步骤(2)混合后的物料进行焙烧,得到熟料;
(4)调浆浸出:对步骤(3)熟料置于反应釜中加入水进行加热搅拌,得 到含锂的浸出液;
(5)净化除杂:对步骤(4)中浸出的溶液中除去铝或钙等杂质;
(6)蒸发浓缩:在步骤(5)中反应完成后的溶液进行蒸发浓缩,得到硫 酸锂溶液;
(7)苛化:将步骤(6)浓缩后的硫酸锂和粗品母液一起,加入使其中锂 全部转化为氢氧化锂所需计算量高出20~40%加入量的氢氧化钠溶 液,然后过滤,得到含有锂、钠的硫酸盐和氢氧化物混合溶液;
(8)冷冻析钠:完成后得到的含有锂、钠的硫酸盐和氢氧化物混合溶 液进行冷冻;
(9)蒸发结晶:将步骤(8)完成后得到的低钠混合溶液与精品母液一起 进行蒸发结晶;
(10)重结晶:将步骤(9)完成后得到的单水氢氧化锂固体加水溶解, 加热搅拌使之全部溶解,然后过滤,滤液再次进行蒸发结晶;
(11)烘干:将第9步完成后得到的精品单水氢氧化锂进行烘干。
作为优选的,在步骤(1)对锂磷铝石中的原料磨细至100~200 目。
作为优选的,在步骤(3)中温度控制在500℃~800℃进行焙烧, 焙烧时间为20~60分钟。
作为优选的,在步骤(4)中等焙烧后物料冷却后将熟料磨细至 100~200目。
作为优选的,在步骤(4))中浸出液固比3~5:1,浸出温度为 20℃~150℃,恒温浸出时间0.5~2小时。
作为优选的,在步骤(8)中,混合溶液放入冰箱进行冷冻,待温 度降低到-10℃左右时,大量的硫酸钠以十水硫酸钠结晶的形式析出,
经分离后得到低钠的溶液和十水硫酸钠晶体。
作为优选的,在步骤(10)中,加热至60-90℃,搅拌使之全部溶 解后过滤,滤液再次进行蒸发结晶,待溶液中出现一定量的结晶后, 停止加热,继续搅拌,并自然冷却至50℃以下后抽滤分离,得到精 品单水氢氧化锂产品和精品母液。
作为优选的,将步骤(10)中单水氢氧化锂固体加水溶解,液固比 为3:1。
作为优选的,在步骤(5)中,将步骤(4)得到的浸出液用固体氢氧 化钠调PH至7~8,加热溶液至80~90℃并恒温反应10~15分钟; 以中和溶液中的酸并除去溶液中的铝等杂质,将铝反应完成后过滤; 然后再加氢氧化钠调PH至14;再加入计算量过量10%的碳酸钠饱和 溶液或生产中的沉锂母液,反应过程中加热溶液至80~90℃并恒温 反应10~15分钟,待反应完成后过滤,过滤后的清液再用硫酸调PH 至6.5~7.5,以深度去除其中的钙杂质。
本发明的优点在于:
1,提供了一种开创性的锂磷铝石提取氢氧化锂的工艺;其通过 锂磷铝石经过磨细并与浓硫酸一起配料→焙烧→熟料磨细并浸出→ 净化除杂→蒸发浓缩→苛化→冷冻析钠→蒸发结晶→重结晶→烘干 等步骤提取单水氢氧化锂产品;
2,在本发明提供的物料的配比、反应的时间等可以经济性的提 取利用其原料,以符合对该原料的开发的商业价值,以进一步的提高 其产品的市场竞争力;
3,实验的方案可靠,杂质少,工艺路线简单,且可以对加工过 程中的母液进一步的利用;
4,可以从锂磷铝石中将锂提取出来,变成符合标准的单水氢氧 化锂产品,锂的收率可以达到86%以上,将锂磷铝石用于提锂,拓宽 了提锂原料的范围。
附图说明:
附图1为实施例的酸化法从锂磷铝石中提取单水氢氧化锂的工艺流 程图;
附图2为实施例的硫酸钠溶解度随温度变化曲线。
具体实施方式:
实施例1:一种酸化法从锂磷铝石中提取氢氧化锂的工艺,其特征在 于:包括以下步骤:
(1)原料磨细:对锂磷铝石原料进行磨细;
(2)配料:将步骤(1)磨细后的锂磷铝石以及浓硫酸以重量比为 1:0.25~0.37进行混合;
(3)焙烧:对步骤(2)混合后的物料进行焙烧,得到熟料;
(4)调浆浸出:对步骤(3)熟料置于反应釜中加入水进行加热搅拌,得 到含锂的浸出液;
(5)净化除杂:对步骤(4)中浸出的溶液中除去铝或钙等杂质;
(6)蒸发浓缩:在步骤(5)中反应完成后的溶液进行蒸发浓缩,得到硫 酸锂溶液;
(7)苛化:将步骤(6)浓缩后的硫酸锂和粗品母液一起,加入使其中锂 全部转化为氢氧化锂所需计算量高出20~40%加入量的氢氧化钠溶 液,然后过滤,得到含有锂、钠的硫酸盐和氢氧化物混合溶液。
(8)冷冻析钠:完成后得到的含有锂、钠的硫酸盐和氢氧化物混合溶 液进行冷冻;
(9)蒸发结晶:将步骤(8)完成后得到的低钠混合溶液与精品母液一起 进行蒸发结晶;
(10)重结晶:将步骤(9)完成后得到的单水氢氧化锂固体加水溶解, 加热搅拌使之全部溶解,然后过滤,滤液再次进行蒸发结晶;
(11)烘干:将第9步完成后得到的精品单水氢氧化锂进行烘干。
作为优选的,在步骤(1)对锂磷铝石原料磨细至100~200目。
作为优选的,在步骤(3)中温度控制在500℃~800℃进行焙烧, 焙烧时间为20~60分钟。
作为优选的,在步骤(4)中等焙烧后物料冷却后将熟料磨细至 100~200目。
作为优选的,在步骤(4))中浸出液固比3~5:1,浸出温度室温 (约20℃)~150℃,恒温浸出时间0.5~2小时。
作为优选的,在步骤(8)中,混合溶液放入冰箱进行冷冻,待温 度降低到-10℃左右时,大量的硫酸钠以十水硫酸钠结晶的形式析出, 经分离后得到低钠的溶液和十水硫酸钠晶体。
作为优选的,在步骤(10)中,加热至60-90℃,搅拌使之全部溶 解后过滤,滤液再次进行蒸发结晶,待溶液中出现一定量的结晶后, 停止加热,继续搅拌,并自然冷却至50℃以下后抽滤分离,得到精 品单水氢氧化锂产品和精品母液。
作为优选的,将步骤(10)中单水氢氧化锂固体加水溶解,液固比 为3:1。
作为优选的,在步骤(5)中,将步骤(4)得到的浸出液用固体氢氧 化钠调PH至7~8,加热溶液至80~90℃并恒温反应10~15分钟; 以中和溶液中的酸并除去溶液中的铝等杂质,将铝反应完成后过滤; 然后再加氢氧化钠调PH至14;再加入计算量过量10%的碳酸钠饱和 溶液或生产中的沉锂母液,反应过程中加热溶液至80~90℃并恒温 反应10~15分钟,待反应完成后过滤,过滤后的清液再用硫酸调PH 至6.5~7.5,以深度去除其中的钙杂质。
本发明的主要工艺路线及技术特征详述如下:
1、原料磨细与配料
将原料磨细并在配料时混匀有利于固相反应的顺利进行,配料是 为了加入能与锂磷铝石矿反应并将锂最大程度转化为可溶于水的锂 化合物,从而有利于后续工序提取锂。
1.1、将锂磷铝石矿磨细至180目,然后称重,放入一瓷坩埚中。 然后按比例加入浓硫酸,再进行手工混合,直至混合均匀为止。
锂磷铝石与硫酸的配比为:锂磷铝石:硫酸=1:0.25~~0.37
配方经过了预选后,将几组主要配方列出。
具体试验配方如下表3:
编号 1 2 3 4
配方 1:0.25 1:0.30 1:0.35 1:0.37
2、焙烧
通过焙烧,物料中不溶于水的锂转化为可溶于水的锂化合物。
将配好的料放入马弗炉内升温焙烧,焙烧温度控制在500~700℃ (每个样品设定不同的焙烧温度),恒温焙烧时间控制为30分钟。
焙烧温度通过试验确定,而恒温焙烧时间则是以工业生产上一般 的焙烧窑高温段通过时间约半小时为依据。以表中的4个配方为例, 其不同焙烧温度下的锂转化率如下表:
表4
焙烧温度通过试验确定,而恒温焙烧时间则是以工业生产上一般 的焙烧窑高温段通过时间约半小时为依据。以表中的4个配方为例, 其不同焙烧温度下的锂转化率如下表:
表4-1(以锂磷铝石:硫酸=1:0.37配比的焙烧为例)
表4-2(以锂磷铝石:硫酸=1:0.37配比且30分钟恒温焙烧为例)
磨细精细度(目) 500℃ 600℃ 650℃ 700℃ 800℃
100 32.49% 35.26% 45.25% 56.28% 63.63%
180 79.65% 86.96% 95.11% 97.48% 97.69%
200 81.52% 87.32% 95.45% 97.62% 97.96%
3、调浆浸出
将焙烧好的熟料磨细至180目,然后称取一定的量(一般2.5~~10 克)加入反应釜中,再量取100ml蒸馏水加入反应釜,将反应釜装好, 开启加热和搅拌,设定反应温度为95~150℃,反应时间1~~2小时, 反应结束后关闭加热,继续搅拌并冷却降温,然后过滤,滤液取样分 析,浸出渣加50ml水加热搅拌洗涤,过滤,渣再加50ml水淋洗两次, 过滤后放入烘箱内烘干,冷却后称重并取样分析渣含氧化锂量。洗渣 水返回用于浸出(由于试验时计量及分析原因没有返回浸出)。
为了得到较高浓度及较大体积的锂溶液,每次称取200~400克 焙烧熟料以液固比3~5:1的比例在不锈钢反应锅内进行浸出,加热 则用电炉,并用电动搅拌。同样反应温度为95~150℃,反应时间1~~2 小时。反应完成后自然冷却,然后过滤,采用瓷漏斗和滤瓶以及真空 泵进行真空抽滤,滤干后取出浸出渣以液固比3:1加水并加热搅拌 洗涤,加热时间10~20分钟,加热温度80℃左右,然后再次抽滤, 待抽干后加水淋洗两次,每次淋洗液固比为0.5:1,抽滤干后取出 放入烘箱内烘干,冷却后称重并取样分析渣含氧化锂量,洗渣水可以 返回用于浸出(由于试验时计量及分析原因没有返回浸出)。 浸出液分析结果(1#、2#对应的配方分别是1:0.35和1:0.37)
表5(mg/l)
注:1#2#是用反应釜在高液固比时的结果,3#是用反应锅在低液固比 时的结果。
不同浸出温度及不同浸出时间对浸出率的影响如下
表6
浸出渣分析结果如下:
表7(%)
4、净化除杂
将第3步得到的浸出液用固体氢氧化钠调PH至7~8,加热溶液 至80~90℃并恒温反应10~15分钟,以中和溶液中的酸并除去 溶液中的铝等杂质,反应完成后过滤。然后再加固体氢氧化钠调 PH至14,以除去溶液中的镁和部分的钙等杂质。为了深度去除 其中的钙,还要加入计算量过量10%的碳酸钠饱和溶液(生产中 可以用沉锂母液代替,利用其中的碳酸根)。反应过程中应加热 溶液至80~90℃并恒温反应10~15分钟,待反应完成后过滤。
过滤后的清液再用硫酸调PH至6.5~7.5。
净化除杂的主要化学反应如下:
Al3++OH-→Al(OH)3
Mg2++OH-→Mg(OH)2
Ca2++OH-→Ca(OH)2
Ca2++CO3 2-→CaCO3
5、蒸发浓缩
将第4步完成后得到的溶液加入烧杯或不锈钢反应锅内,置于电 炉上加热进行蒸发浓缩,等到浓缩到溶液中氧化锂浓度为45g/l 左右时,停止加热,抽滤去除蒸发过程中析出的一些杂质(主要 是过饱和析出的钙镁等杂质),得到清亮的硫酸锂浓缩液,溶液 成分如下:(g/l)
表8
6、苛化
将第5步完成后得到的硫酸锂浓溶液(样品编号2#)与粗品母液 一起,加入计算量过量40%以内的氢氧化钠溶液(氢氧化钠溶液 浓度30%),使其中的锂全部转化为氢氧化锂,然后过滤,得到 含有锂、钠的硫酸盐和氢氧化物混合溶液。苛化后溶液中Li2O浓 度45~50g/l,OH-浓度75~80g/l。
7、冷冻析钠
将第6步未完成后得到的含有锂、钠的硫酸盐和氢氧化物混合溶 液进行冷冻。在苛化后的溶液中,含有大量的硫酸钠,如直接蒸 发此溶液,则在会在析出单水氢氧化锂的同时也会析出硫酸钠, 所以必须先除去大部分硫酸钠。利用硫酸钠溶解度随温度降低而急剧下降的性质,将上述混合溶液放入冰箱进行冷冻,待温度降 低到-10℃左右时,大量的硫酸钠以十水硫酸钠结晶的形式析出, 经分离后得到低钠的溶液和十水硫酸钠晶体。分离后的溶液中的 硫酸根含量降低至30g/l左右。在工业生产中,分离出来的十水 硫酸钠可以作为副产品直接销售,也可以制成无水硫酸钠再销售。 硫酸钠溶解度随温度变化曲线见附图2。
8、蒸发结晶
将第7步完成后得到的低钠混合溶液与精品母液一起进行蒸发, 随着锂的浓度的不断提高,氢氧化锂逐步过饱和并析出单水氢氧 化锂结晶,待结晶的量达到一定量后,停止加热蒸发,在慢速搅 拌下逐步冷却,使之析出更多的单水氢氧化锂晶体。待冷却到接 近室温,进行分离,得到单水氢氧化锂固体和结晶母液。所得到 的单水氢氧化锂固体称为粗品,杂质含量偏高,还必须进行重结 晶提纯。分离出的粗品母液返回苛化工序,与硫酸锂浓溶液一起 再次进行苛化。
9、重结晶
将第8步完成后得到的单水氢氧化锂固体加蒸馏水或纯净水溶 解,液固比为3:1,加热至80℃左右,搅拌使之全部溶解,然后 过滤。滤液再次进行蒸发结晶,待溶液中出现一定量的结晶后, 停止加热,继续搅拌,并自然冷却至50℃以下,然后抽滤分离, 得到精品单水氢氧化锂产品和精品母液,精品单水氢氧化锂转至 下一步,精品母液返回第8步制粗品。
10、烘干
将第9步完成后得到的精品单水氢氧化锂装入一小瓷盘中,盖好 盖子,留下一点缝隙出水蒸汽,开加热,设置加热温度为95℃, 在95℃温度下烘干一小时,取出放置于干燥器中,待冷却至室温 后称重,取样分析。
表9
实施例2:
(1)原料磨细与配料:
先将锂磷铝石矿磨细至180目。取一瓷坩埚,洗净烘干,称重, 然后将磨细的锂磷铝石粉加入瓷坩埚中称重,称取重量为400 克,再用一塑料烧杯称取140克浓硫酸,将称好的浓硫酸加入 瓷坩埚中与锂磷铝石混合,手工混合均匀。此时的配方及配比 为:锂磷铝石:硫酸=1:0.35。
(2)焙烧:
将第1步配好的料用两个瓷坩埚装好,放入马弗炉内,开启加 热,设置最高温度为700℃。待马弗炉内温度升到700℃后,恒 温焙烧30分钟,到时间后关闭开关停止加热。然后待炉温降下 来后取出置干燥器中,冷却至室温,称重。然后将其磨细至过 180目筛。
(3-1)浸出:
将第2步经磨细至180目后的熟料称取400克加入不锈钢反应 锅中,按照液固比5:1的比例用量筒量取2000ml蒸馏水加入不 锈钢反应锅中,将反应锅置于电炉上,装上电动搅拌,盖好盖 子,开启加热和搅拌,在95℃左右恒温反应1小时,在反应过 程中多次补水以保证液固比基本不变。
反应完成后,将热溶液过滤。此处采用抽滤瓶进行抽滤,得滤 液1827ml,取样分析,分析结果如下:(g/l)
浸出渣以液固比约3:1的比例加水加热搅拌洗涤,然后再淋洗。 湿渣重427克,用量筒量取1000ml蒸馏水加入不锈钢反应锅中, 反应锅置于电炉上,装上电动搅拌,然后开启加热和搅拌,在 70~80℃温度下搅洗15分钟,然后用抽滤瓶真空抽滤,并加水 淋洗两次,每次加水100ml,滤干,洗过的湿渣用搪瓷盘装好 放入烘箱中,在105℃温度下烘干,冷却后称重,并取样分析, 分析结果如下:(%)
(3-2)浸出:
将第2步经磨细后的熟料磨细至100目,称取400克加入不锈 钢反应锅中,按照液固比4:1的比例用量筒量取1600ml蒸馏水 加入不锈钢反应锅中,将反应锅置于电炉上,装上电动搅拌, 盖好盖子,开启加热和搅拌,在95℃左右恒温反应1小时。 反应完成后,将热溶液过滤。此处采用抽滤瓶进行抽滤,得滤 液1455ml,取样分析,分析结果如下:(g/l)
浸出渣以液固比约3:1的比例加水加热搅拌洗涤,然后再淋洗。 湿渣重410克,用量筒量取1000ml蒸馏水加入不锈钢反应锅中, 反应锅置于电炉上,装上电动搅拌,然后开启加热和搅拌,在 70~80℃温度下搅洗15分钟,然后用抽滤瓶真空抽滤,并加水 淋洗两次,每次加水100ml,滤干,洗过的湿渣用搪瓷盘装好 放入烘箱中,在105℃温度下烘干,冷却后称重,并取样分析, 分析结果如下:(%)
(3-3)浸出:
将第2步经磨细后的熟料磨细至200目,称取400克加入不锈 钢反应锅中,按照液固比3:1的比例用量筒量取1200ml蒸馏水 加入不锈钢反应锅中,将反应锅置于电炉上,装上电动搅拌, 盖好盖子,开启加热和搅拌,在95℃左右恒温反应1小时。 反应完成后,将热溶液过滤。此处采用抽滤瓶进行抽滤,得滤 液1056ml,取样分析,分析结果如下:(g/l)
浸出渣以液固比约3:1的比例加水加热搅拌洗涤,然后再淋洗。 湿渣重413克,用量筒量取1000ml蒸馏水加入不锈钢反应锅中, 反应锅置于电炉上,装上电动搅拌,然后开启加热和搅拌,在 70~80℃温度下搅洗15分钟,然后用抽滤瓶真空抽滤,并加水 淋洗两次,每次加水100ml,滤干,洗过的湿渣用搪瓷盘装好 放入烘箱中,在105℃温度下烘干,冷却后称重,并取样分析, 分析结果如下:(%)
(4)净化除杂
将第3-1步得到的浸出液用固体氢氧化钠调PH至7~8,加热 溶液至80~90℃并恒温反应10~15分钟,以中和溶液中的酸 并除去溶液中的铝等杂质,反应完成后过滤。然后再加固体氢 氧化钠调PH至14,以除去溶液中的镁和部分的钙等杂质。为 了深度去除其中的钙,还要加入计算量过量10%的碳酸钠饱和 溶液(生产中可以用沉锂母液代替,利用其中的碳酸根)。反 应过程中应加热溶液至80~90℃并恒温反应10~15分钟,待 反应完成后过滤。过滤后的清液再用硫酸调PH至6.5~7.5。
(5)蒸发浓缩:
将第4步完成后得到的溶液1794ml加入烧杯内,置于电炉上加 热进行蒸发浓缩,等到浓缩到溶液约550ml时,停止加热,静 置冷却,然后抽滤去除蒸发过程中析出的一些杂质(主要是过 饱和析出的钙镁等杂质),得到清亮的硫酸锂浓缩液541ml, 溶液成分如下:(g/l)
溶液成分 Li2O Na K Ca Mg Fe SO4
检测结果 46.74 9.63 0.54 0.055 0.003 0.003 169.26
(6-1)苛化
将第5步完成后得到的硫酸锂浓溶液与粗品母液一起,加入使其 中的锂全部转化为氢氧化锂所需计算量过量30%的氢氧化钠溶液 (氢氧化钠溶液浓度30%),然后过滤,得到含有锂、钠的硫酸 盐和氢氧化物混合溶液。苛化后溶液中Li2O浓度45~50g/l,OH-浓度65~70g/l。
(6-2)苛化
将第5步完成后得到的硫酸锂浓溶液与粗品母液一起,加入使其 中的锂全部转化为氢氧化锂所需计算量过量20%的氢氧化钠溶液 (氢氧化钠溶液浓度30%),然后过滤,得到含有锂、钠的硫酸 盐和氢氧化物混合溶液。苛化后溶液中Li2O浓度48~52g/l,OH-浓度60~65g/l。
(7)冷冻析钠
将第6-1步完成后得到的含有锂、钠的硫酸盐和氢氧化物混合溶 液进行冷冻。在苛化后的溶液中,含有大量的硫酸钠,如直接蒸 发此溶液,则在会在析出单水氢氧化锂的同时也会析出硫酸钠, 所以必须先除去大部分硫酸钠,利用硫酸钠溶解度随温度降低而急剧下降的性质,将上述混合溶液放入冰箱进行冷冻,大量的硫 酸钠以十水硫酸钠结晶的形式析出,经分离后得到低钠的溶液和 十水硫酸钠晶体。
(8)蒸发结晶
将第7步完成后得到的低钠混合溶液与精品母液一起进行蒸发, 随着锂的浓度的不断提高,氢氧化锂逐步过饱和并析出单水氢氧 化锂结晶,待结晶的量达到一定量后,停止加热蒸发,在慢速搅 拌下逐步冷却,使之析出更多的单水氢氧化锂晶体。待冷却到接 近室温,进行分离,得到单水氢氧化锂固体和结晶母液。所得到 的单水氢氧化锂固体称为粗品,杂质含量偏高,还必须进行重结 晶提纯。分离出的母液返回苛化工序,与硫酸锂浓溶液一起再次 进行苛化。
(9)重结晶
将第8步完成后得到的单水氢氧化锂固体加蒸馏水或纯净水溶 解,液固比为3:1,加热至80℃左右,搅拌使之全部溶解,然后 过滤。滤液再次进行蒸发结晶,待溶液中出现一定量的结晶后, 停止加热,继续搅拌,并自然冷却至50℃以下,然后抽滤分离, 得到精品单水氢氧化锂产品和精品母液,精品单水氢氧化锂转至 下一步,精品母液返回第8步制粗品。
(10)烘干
将第9步完成后得到的精品单水氢氧化锂装入一小瓷盘中,盖好 盖子,留下一点缝隙出水蒸汽,开加热,设置加热温度为95℃, 在95℃温度下烘干一小时,取出放置于干燥器中,待冷却至室温 后称重,取样分析。
经过以上工序得到的单水氢氧化锂产品符合行业标准,锂的回收 率大于86%。
当然,以上仅为本发明较佳实施方式,并非以此限定本发明的使 用范围,故,凡是在本发明原理上做等效改变均应包含在本发明的保 护范围内。

Claims (10)

1.一种酸化法从锂磷铝石中提取氢氧化锂的工艺,其特征在于:包括以下步骤:
(1)原料磨细:对锂磷铝石原料进行磨细;
(2)配料:将步骤(1)磨细后的锂磷铝石以及浓硫酸以重量比为1:0.25~0.37进行混合;
(3)焙烧:对步骤(2)混合后的物料进行焙烧,得到熟料;
(4)调浆浸出:对步骤(3)熟料置于反应釜中加入水进行加热搅拌,得到含锂的浸出液;
(5)净化除杂:对步骤(4)中浸出的溶液中除去铝或钙等杂质;
(6)蒸发浓缩:在步骤(5)中反应完成后的溶液进行蒸发浓缩,得到硫酸锂溶液;
(7)苛化:将步骤(6)浓缩后的硫酸锂和粗品母液一起,加入使其中锂全部转化为氢氧化锂所需计算量高出20~40%加入量的氢氧化钠溶液,然后过滤,得到含有锂、钠的硫酸盐和氢氧化物混合溶液;
(8)冷冻析钠:完成后得到的含有锂、钠的硫酸盐和氢氧化物混合溶液进行冷冻,然后分离出十水硫酸钠结晶;
(9)蒸发结晶:将步骤(8)完成后得到的低钠混合溶液与精品母液一起进行蒸发结晶;
(10)重结晶:将步骤(9)完成后得到的单水氢氧化锂固体加水溶解,加热搅拌使之全部溶解,然后过滤,滤液再次进行蒸发结晶;
(11)烘干:将第9步完成后得到的精品单水氢氧化锂进行烘干。
2.根据权利要求1所述的一种酸化法从锂磷铝石中提取氢氧化锂的工艺,其特征在于:在步骤(1)对锂磷铝石原料磨细至100~200目。
3.根据权利要求1所述的一种酸化法从锂磷铝石中提取氢氧化锂的工艺,其特征在于:在步骤(3)中温度控制在500℃~800℃进行焙烧,焙烧时间为20~60分钟。
4.根据权利要求1所述的一种酸化法从锂磷铝石中提取氢氧化锂的工艺,其特征在于:在步骤(4)中等焙烧后物料冷却后将熟料磨细至100~200目。
5.根据权利要求1所述的一种酸化法从锂磷铝石中提取氢氧化锂的工艺,其特征在于:在步骤(4))中浸出液固比3~5:1。
6.根据权利要求1所述的一种酸化法从锂磷铝石中提取氢氧化锂的工艺,其特征在于:在步骤(4))中浸出温度为20~150℃,恒温浸出时间0.5~2小时。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种酸化法从锂磷铝石中提取氢氧化锂的工艺,其特征在于:在步骤(8)中,混合溶液放入冰箱进行冷冻,待温度降低到-10℃左右时,大量的硫酸钠以十水硫酸钠结晶的形式析出,经分离后得到低钠的溶液和十水硫酸钠晶体。
8.根据权利要求1-6任一项所述的一种酸化法从锂磷铝石中提取氢氧化锂的工艺,其特征在于:在步骤(10)中,加热至60-90℃,搅拌使之全部溶解后过滤,滤液再次进行蒸发结晶,待溶液中出现一定量的结晶后,停止加热,继续搅拌,并自然冷却至50℃以下后抽滤分离,得到精品单水氢氧化锂产品和精品母液。
9.根据权利要求1-6任一项所述的一种酸化法从锂磷铝石中提取氢氧化锂的工艺,其特征在于:将步骤(10)中单水氢氧化锂固体加水溶解,液固比为3:1。
10.根据权利要求1-6任一项所述的一种酸化法从锂磷铝石中提取氢氧化锂的工艺,其特征在于:在步骤(5)中,将步骤(4)得到的浸出液用固体氢氧化钠调PH至7~8,加热溶液至80~90℃并恒温反应10~15分钟;以中和溶液中的酸并除去溶液中的铝等杂质,将铝反应完成后过滤;然后再加氢氧化钠调PH至14;再加入计算量过量10%的碳酸钠饱和溶液或生产中的沉锂母液,反应过程中加热溶液至80~90℃并恒温反应10~15分钟,待反应完成后过滤,过滤后的清液再用硫酸调PH至6.5~7.5,以深度去除其中的钙杂质。
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