[发明专利]一种从锂云母中提取碳酸锂的碳酸盐焙烧方法与系统

说明书

本发明公开了一种从锂云母中提取碳酸锂的碳酸盐焙烧方法与系统，该方法包括以下步骤：1）将锂云母与脱氟添加剂配料造粒，通入水蒸气进行沸腾焙烧脱氟；2）将脱氟后的锂云母与碳酸盐混合配料烧结，并产生二氧化碳尾气；3）将烧结熟料进行浸出，以得到富集锂的浸出母液；4）将净化后的二氧化碳尾气通入到浸出净化液中，以获取电池级碳酸锂。本发明通过将锂云母与脱氟添加剂混合焙烧，破坏了二氧化硅网状结构，使二氧化硅呈游离态，更易于氟随着水蒸气逸出，提升了锂云母的脱氟效率。同时，采用碳酸盐替代硫酸盐进行烧结，有效缓解了硫酸盐烧结过程存在的设备结垢问题，并且逸出的二氧化碳可应用于浸出液沉碳酸锂，降低了生产成本，清洁环保。

技术领域

本发明属于锂资源提取领域，具体涉及一种从锂云母中提取碳酸锂的碳酸盐焙烧方法与系统。

背景技术

锂作为目前已知的自然界最轻的金属元素，具有许多独特的物理化学性质，已广泛应用于冶金、化工、能源、医疗、航空航天等领域，而被誉为“工业味精”、“二十一世纪的能源金属新贵”。我国常见的含锂资源包括盐湖卤水、锂辉石、锂云母等，但是我国盐湖卤水镁锂比高，锂资源的提取较为困难；锂辉石储量有限且分布分散，不利于大规模开采，仅能依赖大量进口；而锂云母在我国储量丰富，适合大规模工业化开发。

常见的锂云母提锂的方法主要有氯化焙烧法、石灰石法、硫酸法、碱压煮法、硫酸盐法等，配合上调整pH净化溶液，及加入碳酸钠溶液沉淀锂盐的方法，来提取碳酸锂。但这些方法大多有物流量大，设备损耗大等缺点，大规模开发生产成本较高。因此，对现有工艺进行更有利于工业化生产的方法改进，以及配套的系统装置就必不可少。

现有的硫酸盐法处理锂云母技术，对焙烧温度要求较高，且硫酸盐熔点较高，窑尾低温区会在发生结圈现象，不利于设备的长期工业化连续运行。

发明内容

为了克服硫酸盐结圈对设备运行的影响，本发明提供了一种从锂云母中提取碳酸锂的碳酸盐焙烧方法与系统，其以分解温度较低的碳酸盐，破坏锂云母的铝硅酸盐结构，以氧化物形式释放有价的Li、Rb、Cs等碱金属元素，易于被浸出剂所捕及，降低了烧结温度，缓解了硫酸盐焙烧工艺的回转窑结圈问题，且烧结过程产出的二氧化碳尾气，经简单净化后，即可用于碳酸化沉淀碳酸锂工序，降低了烧结过程尾气的排放，有较高的应用前景。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种从锂云母中提取碳酸锂的碳酸盐焙烧方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)焙烧脱氟：将锂云母与脱氟添加剂进行配料造粒，通入水蒸气进行沸腾焙烧脱氟，得到脱氟后的锂云母；

2)配料烧结：将步骤1)得到的脱氟后的锂云母与碳酸盐、碳粉进行混合配料烧结，得到烧结熟料，并产生二氧化碳尾气；

3)熟料浸出：将步骤2)得到的烧结熟料浸出，固液分离后得到富集锂的浸出母液；

4)碳分沉锂：将步骤2)产生的二氧化碳尾气经水逆流喷淋净化后，通入到步骤3)得到的浸出母液中，进行碳酸化沉锂，以获取电池级碳酸锂。

优选的，步骤1)所述脱氟添加剂包括氧化钙、氧化镁、氯化钙、氯化镁、氢氧化钙和氢氧化镁中的一种或几种的混合物；所述锂云母与脱氟添加剂的配料质量比为1：0.05～0.2。

优选的，步骤1)所述水蒸气的流量为每吨锂云母0.003m³/h～0.02m³/h；所述焙烧的温度为550～900℃，焙烧的时间为30～90min。

步骤1)的目的是使F与Li分离，降低对Li的束缚，提高Li的反应活性：通过加入碱性氧化物造渣，破坏SiO₂相互联接的网状结构，促使SiO₂更多地呈游离的岛状状态，降低其与F的结合能力，使F更容易随水蒸气逸出。