[发明专利]一种从锂云母中提取含锂卤水及制造锂盐的系统方法

说明书

本发明公开了一种从锂云母中提取含锂卤水及制造锂盐的系统方法，包括如下步骤：混料、焙烧、制卤、制锂盐、尾矿渣综合利用。本发明以硫酸复盐及硫酸（选用）为辅料与锂云母混合后进行反应，适用于高低含量锂云母中锂的提取，提取时具有较好的选择性，锂的提取率为95.5%～97.5%，K、Rb、Cs的提取率＜30%；所得卤水为中性，可用于直接制造单水氢氧化锂、氯化锂或碳酸锂，锂的总收率92%；工艺柔性强，既可以生产单一品种的锂盐、也可以两种及以上锂盐联合生产；锂云母中的氟可以分离回收，提高了附加值，并使得提锂尾矿渣可以综合利用。整个工艺流程短、成本低，对环境友好；具有良好的经济效益和社会效益，有很好的工业化应用价值。

技术领域

本发明涉及一种从锂云母中提取含锂卤水及制造锂盐的系统方法，适用于从锂云母中提取含锂卤水并制造锂盐（单水氢氧化锂、氯化锂、碳酸锂），属于稀有金属提炼技术领域。

背景技术

目前大规模工业化生产的锂盐包括碳酸锂、单水氢氧化锂、氯化锂、氟化锂、硫化锂、磷酸二氢锂、六氟磷酸锂等。其中碳酸锂、单水氢氧化锂和氯化锂生产规模分列前三，三者之间可以相互转化，也是制备其它锂盐的基础材料。

碳酸锂广泛应用于玻璃、陶瓷、润滑剂、医药等领域，近年来随着新能源汽车行业、大规模能量存储设备、3C设备、可穿戴设备等的迅速发展，在中国，碳酸锂用于二次锂离子电池正极材料的占比已逐年提高至60%以上，全球市场对碳酸锂的需求总量还在逐年增加。

单水氢氧化锂可用于制备氟化锂、溴化锂、氯化锂、硝酸锂和苯甲酸锂等产品。目前主要用于锂基润滑脂、碱性蓄电池的电解液及溴化锂制冷机吸收液等方面。用单水氢氧化锂生产的锂基润滑脂，与钾、钠、钙基类的润滑脂相比，具有抗氧、耐压、润滑性能好，多次加热-冷却-加热循环时性能稳定，使用寿命长，抗水性强，工作温度宽，在-60℃～300℃下润滑脂粘性几乎不发生改变，甚至在少量水存在时，仍然保持良好稳定的润滑特性，广泛用于军事装备、飞机、汽车、冶金设备、机械和石油化工设备，以及无线电探测装置、精密仪器等。近年来，随着电池材料对能量密度的要求越来越高，电池级甚至高纯级单水氢氧化锂的需求量也在快速增加。

氯化锂可用于空气调节剂、金属合金助焊、干燥剂、漂白粉、杀菌剂、化学试剂，并用于制焰火、干电池和金属锂等。其中，金属锂广泛应用于高能量密度电池、有机合成催化剂、航天专用材料等高端产业领域，氯化锂氯化钾混合熔盐电解法制备金属锂是目前唯一工业化的金属锂制备方法。近年来，氯化锂的需求量随着金属锂需求的提升而快速增加。

全球锂资源可分为矿石和卤水资源。其中矿石资源主要是锂辉石、锂云母、磷锂铝石、锂长石。我国主要富产锂辉石和锂云母，也有少量磷锂铝石和锂长石。

目前从锂云母中提取锂的方法主要有硫酸法、石灰石法、压煮法、盐酸法、复盐法、一步氯化焙烧法等。其中石灰石法应用最早，但物料流通量大、能耗高、收率低，已逐渐被淘汰。

硫酸浸取法为目前比较广泛使用的工业化生产方法，专利CN 101186968A硫酸法锂云母提锂工艺中精硫酸锂溶液的生产方法是硫酸法的代表工艺之一，其主要工艺过程为：以55%的过量硫酸与锂云母在100℃以上条件下进行8h以上的浸出反应，然后冷却析出部分铝钾铷铯矾盐，钙中和除过量的硫酸，再以碱调pH值并去除铝、钙等高价阳离子杂质，得到精制含锂卤水。硫酸法的主要缺点是：①浸取时硫酸需要大量过量，铝元素被大量浸出，导致中和渣量大，产生大量的固废且难以处理；②浸取时间长，需要8h以上，能耗高，生产效率低；③浸取时，氢氟酸挥发，对设备腐蚀极为严重，对环境也不友好；④杂质偏高，产品质量一般，尤其是卤水中残余的钾铷铯，会被定量的带入产品中，导致产品质量下降。