[发明专利]一种利用矿物元素相转移处理含锂矿物的方法

说明书

本发明涉及一种利用矿物元素相转移处理含锂矿物的方法，所述方法为：将含锂矿物与无机盐混合，将所得混合物进行矿物元素相转移，得到含锂的可溶性盐或复合盐，所述相转移的方法为机械活化、超声、微波或等离子体处理中的一种或几种的混合。本发明利用机械活化、超声、微波或等离子体处理等手段对含锂的矿物和无机盐的混合物进行处理，通过原位锂元素相间转移使锂进入可溶性盐或复合盐，进而实现了在水或低浓度酸液下高效选择性溶解，锂的浸出率可达到98％以上。较传统的提锂方法而言，本发明处理成本低，工艺简单，绿色环保，同时消除了高温焙烧及高温高压浸出的安全隐患，整个工艺过程中可以循环使用碱金属盐，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及矿物提取领域，具体涉及一种利用矿物元素相转移处理含锂矿物的方法。

背景技术

锂元素是重要的稀有金属元素，由于其在元素周期表中特殊的碱金属位置，使它拥有很多元素所不具有的物理和化学性质。随着近年来锂电池、锂合金、核聚变反应电站及航空航天工业发展的需要，世界各国都很重视锂工业的发展。

目前国内外锂盐(LiCO₃、LiOH·H₂O、Li₃PO₄)生产原料为锂矿石(锂辉石、锂云母、磷锂铝石、透锂长石、铁锂云母)，生产方式为硫酸法。生产工艺过程为将锂辉石或者或锂云母精矿粉与煤混均匀,在回转窑内加热至1050℃士20℃,将α型转变为β型。转型后的矿粉再磨细,并拌入(250Kg/t·矿粉)浓硫酸在240℃温度下进行硫酸化焙烧,将矿粉中转化为LiAl(Si₂O6)转化为HAl(Si₂O6),经水浸出可得到Li₂SO4溶液。锂的两次转化率可达98％,锂的浸出率可得到97％,生产过程中锂的总收率为95％-96％。上述方法均为传统经典方法,生产已上百年历史。我国生产工艺技术是从前苏联引进,目前国内有近10家按此工艺流程生产。该生产工艺的缺点、能耗高、污染重、锂的收率低、生产成本高、生产锂盐后的尾渣杂质多,利用价值低、转型温度和时间难以控制(时间、温度不够,转型率低,收率也就低,时间温度超过,矿粉将在炉内易变为玻璃熔体,矿粉排除困难)硫酸化焙烧温度难以控制,温度高部分硫酸分解成气体,污染环境。

目前主要的锂云母提锂方法有石灰石法、硫酸盐法、氯化焙烧法、压煮法和气-固相反应法。石灰石法主要是将锂云母与石灰石混合烧结后，经球磨、浸出、除杂、沉淀最终得到碳酸锂产品，因能耗高、锂回收率低很难扩大生产规模。硫酸盐法为硫酸盐与锂精矿按比例混合煅烧，经细磨、浸出、除杂后得到碳酸锂。氯化焙烧包括中温氯化和高温氯化法，利用氯化盐与锂矿中的金属转化为可溶性氯化物，经水浸、除杂得到锂产品。压煮法利用加压反应，再经过滤除杂等得到锂产品，该法因氯化物腐蚀性强，对设备要求较高。气-固反应法利用气体在高温下与锂云母搅拌催化反应后浸出，锂的浸出率很高。

CN104313349A公开了一种从锂云母中提取锂盐的方法，其步骤为：将锂云母矿料与CaO和Ca(CH₃COO)₂混合球磨后，在等离子发生器中煅烧；将焙烧料在加压状态和稀硫酸溶液和硫酸氨反应，控制酸浸温度为85-100℃，得固液混合物，降温冷冻，分离钾铷铯矾，过滤，加碱，除杂，沉锂制锂盐。此种方式中涉及的等离子焙烧在产业化过程存在高温耗能、提高成本的问题，且加压状态的85-100℃的酸浸过程对设备要求较高，产业化实现存在安全、成本等问题。

CN103320626 A公开了一种从锂云母矿中回收锂、铷和/或铯的方法与系统，所述方法通过球磨、焙烧锂云母将锂、铷、铯由难溶性的铝硅酸盐转变成可溶性的硫酸盐，通过酸浸把锂、铷、铯从焙烧料浸出到溶液中，利用萃取除去铁、铝、锰、镁等杂质，再用碳酸钠沉淀制备碳酸锂，制备碳酸锂后剩下的母液用硫酸在中和后浓缩回收硫酸盐，回收硫酸盐返回配料，最后利用萃取法回收母液中的锂、铷、铯。然而，此种方法涉及到高温焙烧所引起的而环境污染和耗能较高的问题。