[0002] 近年,随着新
能源汽车的推广,使得
碳酸锂和氢
氧化锂的需求增长迅猛。目前,从含锂
矿石(如锂辉石、锂云母)中提取锂,进一步提纯获得碳酸锂和氢氧化锂是主要来源。从含锂矿石中提取锂的工艺主要有四种:
硫酸法、
硫酸盐法、氯化法、石灰石法,这四种工艺的一个共同特点就是要高温焙烧,焙烧后用酸性溶液浸取。目前所用的焙烧添加物,焙烧转化率大多在60%左右,浸取时所用酸性溶液的浓度大多在20%以上、甚至达到80%,使锂浸取液中杂质含量过多过大,给后续除杂带来重大困难,除杂成本高,特别是锂云母矿采取上述添加剂焙烧,产品纯度低,很难生产出合格产品。此外,由于含锂矿石和焙烧添加物中含有氟、硫、氯等元素及化合物,在高温焙烧时会不同程度的排入大气,从而造成污染环境。可见,一种既可以提高焙烧转化率,又可以减少污染气体排放的环保型焙烧添加剂是十分必要的。
[0004] 本发明提供的焙烧添加剂由60-100目的活性碳酸
钙、硫酸钠、氢氧化钠、
氧化钙等粉料混合组成,各组分
质量比为:
[0006] 本发明可以大大提高含锂矿石的焙烧转化率,达到90%以上,焙烧后用稀硫酸或稀
盐酸浸取即可,同时可以吸收焙烧过程中产生的氟、氯、硫等有害气体,减少污染气体排放,保护环境。
[0011] 锂辉石和焙烧添加剂按比例混合后,进入
回转窑焙烧(焙烧
温度为1120℃~1140℃),锂辉石由α型转为β型,
密度变小,利于和硫酸钠、氢氧化钠等发生一系列复杂的反应,生成可溶于
水的硫酸锂。与此同时,锂辉石与碳酸钙会发生反应生成碳
硅灰石,使正
硅酸钙含量降低,从而促进矿物充分分解;另一方面,碳硅灰石为低溶物,固相反应时产生液相,可以提高反应物的活性,促进焙烧反应进行,有利于提高锂辉石的焙烧转化率。
[0012] 锂辉石在焙烧过程中,会产生二氧化硫、
硫化氢、氯气、氯化氢等等有害气体,焙烧添加剂中的氧化钙、氢氧化钠、碳酸钙会将这些气体吸收、反应,一方面可以将有害气体转化为固体,减少排放;另一方面可以生成硫酸钠进一步参与转化反应。
[0017] 锂云母和焙烧添加剂按比例混合后,进入焙烧窑焙烧(焙烧温度为920℃~950℃),锂云母由固态变成熔融状,能与氢氧化钠、硫酸钠发生离子交换反应,生成可溶于水的硫酸锂。碳酸钙、氧化钙是高溶点物质,可以避免焙烧过程中锂云母因高温所产生的
烧结和
玻璃化现象。
[0018] 锂云母与碳酸钙在焙烧过程中也会生成碳硅灰石,使正硅酸钙含量降低,从而促进矿物充分分解;另一方面,碳硅灰石为低溶物,固相反应时产生液相,可以提高反应物的活性,促进焙烧反应进行,有利于提高锂云母的焙烧转化率。
[0019] 由于锂云母含有少量氟元素,在焙烧过程中有少量
氟化氢气体出现,碳酸钙和氧化钙可以吸收这些氟化氢,避免氟化氢气体溢出污染环境。碳酸钙和氧化钙可以与二氧化硫、氯气、氯化氢等气体发生反应,将其
固化在矿物中。
[0021] 以上所述是本发明的具体实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和完善,这些改进和完善也视为本发明的保护范围。