本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及處理鋰輝石的方法。

背景技術(shù)：

鋰具有比重最輕、化學(xué)活性強(qiáng)的特性，鋰及其多種化合物在現(xiàn)代工業(yè)特別是在高科技領(lǐng)域有著廣泛的用途，是高新技術(shù)領(lǐng)域重要材料。由于其優(yōu)異的特性，除原子能、宇航及國防尖端工業(yè)使用外，在民用工業(yè)中亦獲得了日益廣泛的應(yīng)用，被稱為“能源金屬”及“推動(dòng)世界前進(jìn)元素”等。

全球鋰鹽生產(chǎn)原料有鋰礦及鹽湖鹵水兩種，鋰礦提鋰主要集中在中國，多采用鋰輝石精礦進(jìn)行生產(chǎn)，是我國提鋰主要方式?，F(xiàn)有的采用鋰輝石制備鋰鹽的工藝中，產(chǎn)出的尾氣中含有較多的硫酸霧及有害氣體so2，若直接排放會對空氣造成嚴(yán)重污染，必須對其進(jìn)行處理，而企業(yè)大多采用氫氧化鈉溶液淋洗方式進(jìn)行處理，幾乎沒有企業(yè)對該尾氣中所含的酸進(jìn)行利用?，F(xiàn)有的治理工藝不但消耗價(jià)格昂貴的輔助材料氫氧化鈉，而且額外產(chǎn)生硫酸鈉，增加副產(chǎn)物，在后序副產(chǎn)物回收環(huán)節(jié)還需進(jìn)行蒸發(fā)處理、產(chǎn)品干燥等，消耗大量能源，既消耗輔助材料，又浪費(fèi)能源。

因此，現(xiàn)有的采用鋰輝石制備鋰鹽的方法仍有待改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出處理鋰輝石的方法。該方法通過利用碳酸鋰沉淀母液中過量的碳酸鈉中和含酸尾氣過量酸，從而實(shí)現(xiàn)了含酸尾氣的廢物利用，同時(shí)使含酸尾氣達(dá)標(biāo)排放。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了處理鋰輝石的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括：(1)將鋰輝石進(jìn)行轉(zhuǎn)型焙燒，以便得到轉(zhuǎn)型焙燒料；(2)將所述轉(zhuǎn)型焙燒料與濃硫酸混合進(jìn)行酸化焙燒，以便得到酸化焙燒熟料和含酸尾氣；(3)將所述酸化焙燒熟料進(jìn)行浸出處理，以便得到浸出漿料；(4)將所述浸出漿料過濾后的濾液進(jìn)行凈化處理，以便得到凈化液；(5)將所述凈化液與碳酸鈉溶液混合進(jìn)行沉鋰處理，以便得到碳酸鋰，并同時(shí)產(chǎn)生沉鋰母液；(6)將所述碳酸鋰沉淀進(jìn)行干燥處理，以便得到碳酸鋰產(chǎn)品；以及(7)利用步驟(5)中的所述沉鋰母液對步驟(2)中產(chǎn)生的所述含酸尾氣進(jìn)行吸收處理，以便使所述沉鋰母液中的堿中和所述含酸尾氣中的酸，并通過對沉鋰母液進(jìn)行處理副產(chǎn)硫酸鈉。

由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鋰輝石的方法通過將鋰輝石依次進(jìn)行轉(zhuǎn)型焙燒和酸化焙燒后，得到酸化焙燒熟料和以so2氣體和硫酸霧為主要成分的含酸尾氣，酸化焙燒熟料經(jīng)浸出處理和凈化處理后，得到含鋰凈化液；進(jìn)而采用碳酸鈉對含鋰凈化液進(jìn)行沉鋰處理，得到碳酸鋰沉淀和沉鋰母液，進(jìn)一步地，將碳酸鋰沉淀進(jìn)行干燥處理，即可獲得碳酸鋰產(chǎn)品；沉鋰母液中含有過量的碳酸鈉，本發(fā)明通過利用沉鋰母液中過量的碳酸鈉對以so2氣體和硫酸霧為主要成分的含酸尾氣進(jìn)行中和，將其轉(zhuǎn)化為硫酸鈉并回收，從而不需采用額外堿液中和含酸尾氣，也不需要采用額外的酸液中和過量的碳酸鈉，同時(shí)減少了酸液和堿液的消耗，在不需要添加額外輔助材料的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了含酸尾氣達(dá)標(biāo)排放，同時(shí)沉鋰母液經(jīng)含酸尾氣中和后可直接副產(chǎn)硫酸鈉。該方法通過利用沉鋰母液中過量的碳酸鈉中和含酸尾氣，從而實(shí)現(xiàn)了含酸尾氣的廢物利用和達(dá)標(biāo)排放，顯著降低了生產(chǎn)成本，并提高了生產(chǎn)效率。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的處理鋰輝石的方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在進(jìn)行步驟(2)之前進(jìn)一步包括：對所述轉(zhuǎn)型焙燒料進(jìn)行細(xì)磨處理。由此，可以顯著提高后續(xù)酸化焙燒處理的效率。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述處理鋰輝石的方法進(jìn)一步包括：(8)將步驟(7)中經(jīng)過所述吸收處理得到的沉鋰母液進(jìn)行過濾處理，以便凈化溶液并回收所述含酸尾氣中的含鋰粉塵。由此，可以顯著提高制備得到的碳酸鋰產(chǎn)品的收率。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述處理鋰輝石的方法進(jìn)一步包括：(9)將步驟(8)中回收得到的所述含鋰粉塵返回步驟(3)中進(jìn)行所述浸出處理。由此，可以進(jìn)一步提高制備得到的碳酸鋰產(chǎn)品的收率。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述凈化處理包括：向所述浸出漿料過濾后的濾液中加入氫氧化鈉以便沉淀雜質(zhì)，得到含有雜質(zhì)沉淀物的浸出漿料；將所述含有雜質(zhì)沉淀物的浸出漿料進(jìn)行過濾處理，以便得到所述含鋰凈化液。由此，可以顯著提高制備得到的碳酸鋰產(chǎn)品的品質(zhì)。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)型焙燒是在1050攝氏度下進(jìn)行的。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述酸化焙燒是在250～300攝氏度下進(jìn)行的。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述濃硫酸為98％濃硫酸。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的處理鋰輝石的方法流程示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的處理鋰輝石的方法流程示意圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的處理鋰輝石的方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了處理鋰輝石的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括：(1)將鋰輝石進(jìn)行轉(zhuǎn)型焙燒，以便得到轉(zhuǎn)型焙燒料；(2)將所述轉(zhuǎn)型焙燒料與濃硫酸混合進(jìn)行酸化焙燒，以便得到酸化焙燒熟料，并產(chǎn)生含酸尾氣；(3)將所述酸化焙燒熟料進(jìn)行浸出處理，以便得到浸出漿料；(4)將所述浸出漿料過濾后的濾液進(jìn)行凈化處理，以便得到含鋰凈化液；(5)將含鋰凈化液與碳酸鈉溶液混合進(jìn)行沉鋰，以便得到碳酸鋰，并同時(shí)產(chǎn)生沉鋰母液；(6)將所述碳酸鋰沉淀進(jìn)行干燥處理，以便得到碳酸鋰產(chǎn)品；以及(7)利用步驟(5)中的所述沉鋰母液對步驟(2)中產(chǎn)生的所述含酸尾氣進(jìn)行吸收處理，以便使所述沉鋰母液中的堿中和所述含酸尾氣，并副產(chǎn)硫酸鈉。

下面對根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鋰輝石的方法進(jìn)行詳細(xì)描述，參考圖1～2，該方法包括：

s100：轉(zhuǎn)型焙燒

該步驟中，將鋰輝石進(jìn)行轉(zhuǎn)型焙燒，以便得到轉(zhuǎn)型焙燒料。具體地，鋰輝石是工業(yè)制備鋰鹽產(chǎn)品的主要原料，其主要成分為鋰鋁硅酸鹽，常含有少量的鎂、鈣、鐵等元素。鋰輝石在天然狀態(tài)下晶型為α型，在經(jīng)較高溫度加熱后，其晶型可以轉(zhuǎn)化為β型，由于α型鋰輝石不與大多數(shù)酸堿試劑反應(yīng)，所以需要通過對天然鋰輝石進(jìn)行轉(zhuǎn)型焙燒處理，使天然鋰輝石轉(zhuǎn)化為β晶型的轉(zhuǎn)型焙燒料，以便進(jìn)行后續(xù)提鋰工藝。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，轉(zhuǎn)型焙燒具體是在1050攝氏度下進(jìn)行的。由此能夠有效地將天然狀態(tài)的α晶型鋰輝石完全轉(zhuǎn)化為β晶型，進(jìn)而提高后續(xù)提鋰效率以及提高鋰回收率。

s200：酸化焙燒

該步驟中，將轉(zhuǎn)型焙燒料與濃硫酸混合進(jìn)行酸化焙燒，以便得到酸化焙燒熟料，并產(chǎn)生含酸尾氣。具體地，通過將以β晶型鋰輝石為主要成分的轉(zhuǎn)型焙燒料與濃硫酸混合后進(jìn)行酸化焙燒處理，可以使鋰輝石中的鋰轉(zhuǎn)化為硫酸鋰的形式，并產(chǎn)生含酸尾氣。其中，含酸尾氣中含有大量的so2氣體和硫酸霧，含酸尾氣的治理和控制對環(huán)境而言至關(guān)重要。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在進(jìn)行酸化焙燒處理之前，可以對轉(zhuǎn)型焙燒料進(jìn)行細(xì)磨處理，將轉(zhuǎn)型焙燒料細(xì)磨至較小的粒徑，以便使轉(zhuǎn)型焙燒料與濃硫酸之間具有更大的接觸面積，從而提高酸化焙燒處理的效率。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，酸化焙燒的條件并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，酸化焙燒是在250～300攝氏度下進(jìn)行的，由此可以充分地將鋰輝石中的鋰轉(zhuǎn)化為硫酸鋰，進(jìn)而提高鋰鹽產(chǎn)品的產(chǎn)率。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，酸化焙燒處理中所采用的濃硫酸為98％濃硫酸，由此可以進(jìn)一步充分地將鋰輝石中的鋰元素轉(zhuǎn)化為硫酸鋰，進(jìn)而進(jìn)一步提高鋰鹽產(chǎn)品的產(chǎn)率。

s300：浸出處理

該步驟中，將酸化焙燒熟料進(jìn)行浸出處理，以便得到浸出漿料。通過對酸化焙燒熟料進(jìn)行加水浸出處理，可以使可溶性硫酸鋰進(jìn)入液相，與固態(tài)雜質(zhì)分離，以便后續(xù)進(jìn)一步對鋰鹽產(chǎn)品進(jìn)行分離提純。

s400：凈化處理

該步驟中，將浸出漿料過濾并對濾液進(jìn)行凈化處理，以便得到含鋰凈化液。具體地，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，浸出漿料中含有mg²⁺、al³⁺、ca²⁺和fe³⁺等雜質(zhì)離子，可以向浸出漿料中加入naoh及caco3，以便將上述雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀或碳酸鹽沉淀，實(shí)現(xiàn)與可溶性硫酸鋰的分離。進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以將含有雜質(zhì)沉淀物的浸出漿料進(jìn)行過濾處理，以便得到含鋰凈化液。

s500：沉鋰

該步驟中，將含鋰凈化液與碳酸鈉溶液混合進(jìn)行沉鋰反應(yīng)，以便得到碳酸鋰沉淀，并同時(shí)產(chǎn)生沉鋰母液。具體地，為了使含鋰凈化液中的鋰充分轉(zhuǎn)化為碳酸鋰沉淀，工業(yè)上一般采用過量的碳酸鈉溶液對凈化液進(jìn)行沉鋰，從而使沉鋰母液中含有過量的碳酸鈉，而本發(fā)明創(chuàng)造性的采用該沉鋰母液對上述酸化焙燒處理中得到的含酸尾氣對進(jìn)行中和，顯著降低了酸化焙燒尾氣處理和沉鋰母液中和處理的成本。

s600：干燥處理

該步驟中，將碳酸鋰沉淀進(jìn)行干燥處理，以便得到碳酸鋰產(chǎn)品。

s700：吸收處理

該步驟中，利用s500中得到的沉鋰母液對s200中產(chǎn)生的含酸尾氣進(jìn)行吸收處理，以便使沉鋰母液中的堿中和含酸尾氣中的酸，并對吸收后的沉鋰母液進(jìn)行處理副產(chǎn)硫酸鈉。

首先，需要說明的是，目前各企業(yè)生產(chǎn)中，酸化焙燒工序和碳酸鋰生產(chǎn)工序分屬不同車間，各車間相對獨(dú)立，目前還有沒有將酸化焙燒尾氣及沉鋰母液二者進(jìn)行結(jié)合相互利用的前例，。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：

1、酸化焙燒含酸尾氣中含有so2氣體和硫酸霧，各生產(chǎn)企業(yè)目前主要采用氫氧化鈉淋洗方式進(jìn)行處理，該方法不僅額外消耗價(jià)格較貴的輔助材料氫氧化鈉，同時(shí)還會額外產(chǎn)生硫酸鈉廢水，后續(xù)需對此部分廢水回收處理，額外消耗各種能源，并產(chǎn)生副產(chǎn)物硫酸鈉。

2、在沉鋰工序產(chǎn)生的大量沉鋰母液，含有過量的碳酸鈉，正常生產(chǎn)過程中需要加硫酸進(jìn)行中和，以便能夠滿足工序生產(chǎn)所需的中性ph條件而進(jìn)入下面的工序，即沉鋰母液通過蒸發(fā)濃縮回收副產(chǎn)硫酸鈉。

故，基于含酸尾氣和沉鋰母液的特點(diǎn)，發(fā)明人創(chuàng)造性的將上述兩部分內(nèi)容進(jìn)行結(jié)合，創(chuàng)造性地利用沉鋰母液中的過量碳酸鈉對含酸尾氣中的酸進(jìn)行吸收，既不需要外加酸液處理堿性沉鋰母液，也不需要外加堿液處理含酸尾氣，不僅省去了處理含酸尾氣使用的氫氧化鈉，還省去了中和沉鋰母液額外添加的硫酸，減少了酸液和堿液的消耗，實(shí)現(xiàn)了含酸尾氣和沉鋰母液的達(dá)標(biāo)排放，又通過對吸收含酸尾氣的沉鋰母液過濾處理保證了副產(chǎn)硫酸鈉的產(chǎn)品質(zhì)量；同時(shí)由于堿用量的減少，降低了低附加值副產(chǎn)品硫酸鈉的產(chǎn)量，進(jìn)而降低了副產(chǎn)硫酸鈉生產(chǎn)所需的設(shè)備投資，占地、輔助配套設(shè)施的投資及副產(chǎn)硫酸鈉生產(chǎn)過程中的能源消耗，進(jìn)而顯著降低了處理成本，一舉多得。

因此，本發(fā)明上述實(shí)施例的處理鋰輝石的方法，創(chuàng)造性地利用堿性沉鋰母液對含酸尾氣進(jìn)行吸收，并且取得上述良好的效果。

s800：過濾處理

該步驟中，將s700中經(jīng)過吸收處理得到的吸收液進(jìn)行過濾處理，以便回收含酸尾氣中的含鋰粉塵，并確保吸收液可直接用于生產(chǎn)副產(chǎn)硫酸鈉。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)型焙燒料經(jīng)過酸化焙燒得到的含酸尾氣中還含有少量含鋰粉塵，通過沉鋰母液處理含酸尾氣后，該少量粉塵會進(jìn)入溶液，進(jìn)而影響后序副產(chǎn)硫酸鈉的生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量，故發(fā)明人通過對吸收液進(jìn)行過濾處理，實(shí)現(xiàn)對含酸尾氣中含鋰粉塵的回收，并回用工藝，即可提高鋰的收率，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，又可確保副產(chǎn)硫酸鈉的產(chǎn)品質(zhì)量。

s900：返回浸出處理

該步驟中，將s800中過濾得到的含鋰固體返回浸出工序，由此，可提高鋰的收率，進(jìn)而提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鋰輝石的方法通過將鋰輝石依次進(jìn)行轉(zhuǎn)型焙燒、細(xì)磨和酸化焙燒后，得到酸化焙燒熟料，并產(chǎn)生含so2和硫酸霧的含酸尾氣，酸化焙燒熟料經(jīng)細(xì)磨處理、浸出處理和凈化處理后，得到含鋰凈化液；進(jìn)而采用碳酸鈉溶液對含鋰凈化液進(jìn)行沉鋰，得到碳酸鋰沉淀和沉鋰母液，其中，沉鋰母液中含有大量過量的碳酸鈉，本發(fā)明通過利用沉鋰母液中的碳酸鈉對以so2氣體和硫酸霧為主要成分的含酸尾氣進(jìn)行中和，，從而不需要采用額外的酸液將碳酸鈉轉(zhuǎn)化為硫酸鈉，也不需要采用額外堿液中和含酸尾氣，同時(shí)減少了酸液和堿液的消耗，實(shí)現(xiàn)了含酸尾氣的達(dá)標(biāo)排放并副產(chǎn)硫酸鈉。另外，通過回收含酸尾氣中的含鋰粉塵，還可以進(jìn)一步提高生產(chǎn)中鋰的綜合收率。該方法通過碳酸鋰沉淀母液中過量的碳酸鈉中和含酸尾氣，從而實(shí)現(xiàn)了含酸尾氣的達(dá)標(biāo)排放，并顯著降低了生產(chǎn)成本，并提高了生產(chǎn)效率。

下面參考具體實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行描述，需要說明的是，這些實(shí)施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本發(fā)明。

實(shí)施例

參考圖3，對鋰輝石進(jìn)行處理并獲得碳酸鋰產(chǎn)品。

(1)將鋰輝石進(jìn)行轉(zhuǎn)型焙燒，以便得到轉(zhuǎn)型焙燒料；

(2)將轉(zhuǎn)型焙燒料經(jīng)細(xì)磨后與濃硫酸混合進(jìn)行酸化焙燒，以便得到酸化焙燒熟料，并產(chǎn)生含酸尾氣；

(3)將酸化焙燒熟料進(jìn)行浸出，以便得到浸出漿料；

(4)將浸出漿料過濾后的濾液進(jìn)行凈化，以便得到含鋰凈化液；

(5)將含鋰凈化液與純堿混合進(jìn)行沉鋰，以便得到碳酸鋰，并同時(shí)產(chǎn)生沉鋰母液；

(6)將碳酸鋰沉淀進(jìn)行干燥處理，以便得到碳酸鋰產(chǎn)品；以及

(7)利用步驟(5)中的沉鋰母液對步驟(2)中產(chǎn)生的含酸尾氣進(jìn)行吸收處理，以便使沉鋰母液中的堿中和含酸尾氣中的酸，對吸收后沉鋰母液處理回收硫酸鈉。

(8)將步驟(7)中經(jīng)過吸收處理得到的沉鋰母液進(jìn)行過濾處理，以便凈化溶液并回收含酸尾氣中的含鋰粉塵。

(9)將步驟(8)中回收得到的含鋰粉塵返回步驟(3)中進(jìn)行浸出處理。

該方法通過利用所述沉鋰母液中的堿中和含酸尾氣的酸，從而實(shí)現(xiàn)了含酸尾氣的廢物利用，同時(shí)使含酸尾氣達(dá)標(biāo)排放。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。