本發(fā)明涉及黏土型鋰礦綜合利用，特別是指一種從黏土型鋰礦中梯級提取鋰和鋁的方法。

背景技術(shù)：

1、隨著科技發(fā)展和國民建設(shè)的需要，鋰、鋁及其化合物作為現(xiàn)代高科技產(chǎn)業(yè)不可或缺的原料對其需求量逐年增加，因此對鋰、鋁資源進(jìn)行高效利用具有重要意義。近年來在我國云南滇中地區(qū)發(fā)現(xiàn)了大規(guī)模的黏土型鋰礦，主要有價(jià)成分為鋰和鋁等元素，li2o?0.10％～1.02％、al2o330％～60％，主要礦物有蒙脫石、一水硬鋁石、伊利石、高嶺石、銳鈦礦等。如果能夠?qū)⒃擃愷ね列弯嚨V進(jìn)行有效的開發(fā)利用，可以有效解決我國鋰、鋁產(chǎn)業(yè)發(fā)展長期面臨的資源緊缺問題，具有較好的研究意義。

2、專利cn116287776a首先以中溫焙燒-鹽酸浸出的工藝提取鋰，再使用噴霧焙燒的方式從浸出液中回收鋁，使鋰、鈣、鎂等以氯化物形式存在；利用氯化鋰溶于乙醇等有機(jī)溶劑的特性，將氯化鋰與主要金屬雜質(zhì)分離，得到純度較高的氯化鋰溶液。該方法存在鹽酸消耗量大、鋰鋁分離困難、成本效益較低等問題，不適合規(guī)模化生產(chǎn)。

3、專利cn116377246a公開了一種黏土型鋰礦的高效提鋰方法。該方法將黏土型鋰礦進(jìn)行破碎、篩分后得到細(xì)粒級物料；將細(xì)粒級物料進(jìn)行磨礦，磨礦過程中加入有機(jī)酸鹽，得到待浸出物料；將待浸出物料進(jìn)行浸出反應(yīng)；達(dá)到平衡后將礦漿進(jìn)行固液分離，得到富鋰浸出液。該方法所用有機(jī)酸鹽成本較高，且尚未解決大宗組元鋁的綜合利用問題。

4、專利cn110358934a采用離子交換法提取碳酸鹽粘土型鋰礦中鋰。該方法將粘土型鋰礦進(jìn)行破碎、磨粉，進(jìn)行高溫焙燒活化后，用鐵鹽溶液在加熱條件下進(jìn)行離子交換反應(yīng)，隨后固液分離得到含鋰溶液。然而，該方法僅關(guān)注鋰的提取，并未考慮大宗組元鋁的綜合利用。

5、綜上所述，現(xiàn)有的從黏土型鋰礦中提取鋰的方法存在能耗高、流程長、污染大等問題，同時(shí)并未實(shí)現(xiàn)宏量組元鋁的綜合利用。因此，迫切需要一種綜合提取黏土型鋰礦中鋰和鋁的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明提供一種從黏土型鋰礦中梯級提取鋰和鋁的方法，以實(shí)現(xiàn)黏土型鋰礦中有價(jià)金屬鋰和鋁的綜合利用，為黏土型鋰資源的高效利用提供一條新途徑。

2、本發(fā)明通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種從黏土型鋰礦中梯級提取鋰和鋁的方法，包括步驟如下：

3、(1)活化：將黏土型鋰礦進(jìn)行活化，得到活化料；

4、(2)離子交換浸出：將步驟(1)所得的活化料進(jìn)行離子交換浸出，再經(jīng)固液分離，得到含鋰溶液和富鋁產(chǎn)物；

5、(3)凈化/濃縮/沉鋰：將步驟(2)所得的含鋰溶液進(jìn)行凈化、濃縮、沉鋰，得到碳酸鋰產(chǎn)品；

6、(4)酸浸：將步驟(2)所得的富鋁產(chǎn)物進(jìn)行酸浸，再經(jīng)固液分離，得到酸浸液和富硅渣；

7、(5)凈化/濃縮/熱解：將步驟(4)所得的酸浸液進(jìn)行凈化、濃縮、熱解，得到氧化鋁產(chǎn)品并再生酸介質(zhì)。

8、所述步驟(1)中活化方式為焙燒活化和/或機(jī)械活化。

9、所述焙燒活化是在溫度為300～800℃下進(jìn)行焙燒0.5～4h。

10、所述機(jī)械活化是以轉(zhuǎn)速為300～800r/min進(jìn)行球磨1～8h，球料質(zhì)量比為1:1～5:1g/g。

11、所述機(jī)械活化是按黏土型鋰礦質(zhì)量5％～40％稱取陽離子源，將陽離子源與黏土型鋰礦進(jìn)行混合，再以轉(zhuǎn)速為300～800r/min進(jìn)行球磨1～8h，球料質(zhì)量比為1:1～5:1g/g。

12、所述步驟(2)的離子交換浸出是按活化料質(zhì)量5％～40％稱取陽離子源，再按液固比為2:1～10:1ml/g，加水溶解陽離子源，再加入至活化料中，在溫度為30～95℃下攪拌浸出1～3h。

13、所述步驟(2)的離子交換浸出是按液固比為2:1～10:1ml/g，加水至活化料中，在溫度為30～95℃下攪拌浸出1～3.5h。

14、所述陽離子源包括硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸鐵、硫酸銨、氯化鈉、氯化鉀、氯化鐵、氯化銨、氯化鈣、氯化鎂、硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸鐵、硝酸銨中的一種或幾種。

15、所述步驟(3)的沉鋰是采用碳酸鈉進(jìn)行沉鋰，碳酸鈉添加量為沉鋰?yán)碚摿康?.9～1.5倍，沉鋰溫度為70～95℃，沉鋰時(shí)間為0.5～3h。

16、所述步驟(4)的酸浸是以無機(jī)酸按液固比為2:1～6:1ml/g加入，并在60～180℃下浸出0.5～4h，無機(jī)酸包括硫酸、鹽酸、硝酸。

17、所述步驟(5)的熱解是在溫度為250～900℃下焙燒0.5～3h。

18、本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：

19、本發(fā)明所提供的一種從黏土型鋰礦中梯級提取鋰和鋁的方法，具有工藝流程短、陽離子源來源廣且成本低、浸出選擇性好、環(huán)境友好等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)黏土型鋰礦中有價(jià)金屬鋰、鋁的高效綜合利用。本發(fā)明為黏土型鋰礦的開發(fā)利用提供了一種新的工藝思路。

技術(shù)特征：

1.一種從黏土型鋰礦中梯級提取鋰和鋁的方法，其特征在于包括步驟如下：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從黏土型鋰礦中梯級提取鋰和鋁的方法，其特征在于：所述步驟(1)中活化方式為焙燒活化和/或機(jī)械活化。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從黏土型鋰礦中梯級提取鋰和鋁的方法，其特征在于：所述步驟(2)的離子交換浸出是按活化料質(zhì)量5％～40％稱取陽離子源，再按液固比為2:1～10:1ml/g，加水溶解陽離子源，再加入至活化料中，在溫度為30～95℃下攪拌浸出1～3h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從黏土型鋰礦中梯級提取鋰和鋁的方法，其特征在于：所述步驟(3)的沉鋰是采用碳酸鈉進(jìn)行沉鋰，碳酸鈉添加量為沉鋰?yán)碚摿康?.9～1.5倍，沉鋰溫度為70～95℃，沉鋰時(shí)間為0.5～3h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從黏土型鋰礦中梯級提取鋰和鋁的方法，其特征在于：所述步驟(4)的酸浸是以無機(jī)酸按液固比為2:1～6:1ml/g加入，并在60～180℃下浸出0.5～4h，無機(jī)酸包括硫酸、鹽酸、硝酸；所述步驟(5)的熱解是在溫度為250～900℃下焙燒0.5～3h。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的從黏土型鋰礦中梯級提取鋰和鋁的方法，其特征在于：所述焙燒活化是在溫度為300～800℃下進(jìn)行焙燒0.5～4h。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的從黏土型鋰礦中梯級提取鋰和鋁的方法，其特征在于：所述機(jī)械活化是以轉(zhuǎn)速為300～800r/min進(jìn)行球磨1～8h，球料質(zhì)量比為1:1～5:1g/g。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的從黏土型鋰礦中梯級提取鋰和鋁的方法，其特征在于：所述機(jī)械活化是按黏土型鋰礦質(zhì)量5％～40％稱取陽離子源，將陽離子源與黏土型鋰礦進(jìn)行混合，再以轉(zhuǎn)速為300～800r/min進(jìn)行球磨1～8h，球料質(zhì)量比為1:1～5:1g/g。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的從黏土型鋰礦中梯級提取鋰和鋁的方法，其特征在于：所述步驟(2)的離子交換浸出是按液固比為2:1～10:1ml/g，加水至活化料中，在溫度為30～95℃下攪拌浸出1～3.5h。

10.根據(jù)權(quán)利要求3或8所述的從黏土型鋰礦中梯級提取鋰和鋁的方法，其特征在于：所述陽離子源包括硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸鐵、硫酸銨、氯化鈉、氯化鉀、氯化鐵、氯化銨、氯化鈣、氯化鎂、硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸鐵、硝酸銨中的一種或幾種。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種從黏土型鋰礦中梯級提取鋰和鋁的方法，屬于黏土型鋰礦綜合利用技術(shù)領(lǐng)域。包括：將黏土型鋰礦進(jìn)行焙燒活化或機(jī)械活化或二者組合，得到活化料；將活化料進(jìn)行離子交換浸出，得到含鋰溶液和富鋁產(chǎn)物；含鋰溶液經(jīng)凈化/濃縮/沉鋰后得到碳酸鋰產(chǎn)品；富鋁產(chǎn)物經(jīng)酸浸后得到酸浸液和富硅渣；將酸浸液進(jìn)行凈化/濃縮/熱解后得到氧化鋁產(chǎn)品并再生酸介質(zhì)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了有價(jià)金屬鋰和鋁的梯級提取和綜合利用，同時(shí)具有流程簡潔、操作簡便、綠色環(huán)保、陽離子源來源廣且成本低等優(yōu)點(diǎn)，為黏土型鋰礦的開發(fā)利用提供了一種新的工藝思路，具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：邵爽,魏永剛,張立勇,李博,王華,周世偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：昆明理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21