本發(fā)明屬于鋰磷鋁石的鋰提取研發(fā)技術領域，具體地說，涉及一種石灰法從鋰磷鋁石中提取氫氧化鋰的工藝。

背景技術：

地球上鋰的工業(yè)礦物主要有以下幾種：

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其中以鋰輝石最為著名，因為鋰輝石成礦規(guī)模大，成分簡單，提鋰工藝成熟，是目前使用最多的鋰礦物。而鋰云母雖然也是成礦規(guī)模比較大，但由于其成分復雜，提鋰工藝也復雜，因而用于提鋰較少，主要用于玻璃陶瓷行業(yè)。鐵鋰云母、鋰磷鋁石和透鋰長石則由于分布稀少，成礦規(guī)模小，至今未有工業(yè)應用的報道，而關于對此三種礦物的提鋰工藝方法則更未見公開報道。

我們要研究的鋰磷鋁石是一種含鋰量最高的鋰礦物，其純礦物含氧化鋰量為10.1%，但其在自然界中不常見，偶有發(fā)現也是很小規(guī)模，沒有作為工業(yè)開采的價值。但現在在非洲發(fā)現的這個鋰磷鋁石礦則有一定的規(guī)模，具備工業(yè)開采的價值。

鋰磷鋁石常為不規(guī)則塊狀和近等軸狀，顏色為灰色、黃白、綠白等，由于有一定量的其它共生礦物，實際含li2o8～9.5%，是含鋰最高的工業(yè)礦物，產于花崗偉晶巖中，有時也見于云英巖和高溫石英脈中。鋰磷鋁石是一種含鋰、鋁的氟磷酸鹽，產于花崗偉晶巖，與鋰輝石、電氣石、鋰云母及磷灰石共生，主要用作提取鋰的資源。

鋰磷鋁石的組成如下：

技術實現要素：

本發(fā)明的所要解決的技術問題在于提供一種能夠從鋰磷鋁石中提取出氫氧化鋰的石灰法從鋰磷鋁石中提取氫氧化鋰的工藝。

本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案為：

一種石灰法從鋰磷鋁石中提取氫氧化鋰的工藝，包括如下步驟：

s1原料研磨，將鋰磷鋁石礦、硫酸鈉與石灰分別磨細至100~200目；

s2配料，將鋰磷鋁石、硫酸鈉與石灰按1:0~1:1.5~3.5的比例均勻混合成生料；

s3焙燒，對生料進行高溫焙燒，形成熟料；

s4浸出過濾，將熟料置于反應器皿內，加入水后在95℃~150℃進行攪拌加熱1~2小時，反應結束后繼續(xù)攪拌并冷卻降溫，冷卻后進行抽濾，獲得氫氧化鋰溶液；

s5蒸發(fā)濃縮，將氫氧化鋰溶液加入反應器皿中攪拌加熱蒸發(fā)，當蒸發(fā)至原溶液的1/5~1/10的體積時停止加熱，將蒸發(fā)后的溶液進行抽濾，獲得氫氧化鋰清液；

s6結晶，將氫氧化鋰清液加入反應器皿中攪拌蒸發(fā)，直至氫氧化鋰清液中出現結晶時停止加熱，當清液冷卻至45℃~55℃時，進行抽濾，得到氫氧化鋰結晶。

優(yōu)選的，所述步驟s3中高溫焙燒的溫度控制在800℃~1050℃。

優(yōu)選的，所述步驟s3中的焙燒時間控制在20~60分鐘。

具體的，所述步驟s4中包括步驟：

s41熟料研磨，將熟料進行研磨至100~200目。

具體的，所述步驟s4中熟料與水按固液比為1：3~4的比例進行添加。

優(yōu)選的，所述步驟s4的攪拌加熱過程中分多次進行補水，保持固液比基本不變。

具體的，還包括步驟：

s7重結晶，將氫氧化鋰結晶重新溶解，對新形成的溶液再次進行加熱蒸發(fā)，直至溶液中出現結晶時停止加熱，當溶液冷卻至45℃~55℃時，進行抽濾，得到氫氧化鋰精品。

具體的，還包括步驟：

s8烘干，將氫氧化鋰精品放入烘箱，隔絕空氣，在90℃~100℃的溫度下，烘干1小時，取出冷卻，獲得氫氧化鋰成品。

優(yōu)選的，所述步驟s5還包括有以下步驟：

s51冷凍析鈉，將氫氧化鋰清液進行冷卻，冷卻至-10℃以下，然后進行抽濾，得到含鈉量低的氧化鋰清液。

優(yōu)選的，所述抽濾均為抽濾瓶與真空泵相互配合的真空抽濾。

本發(fā)明的具有以下有益效果：提供了一種從鋰磷鋁石中提取出氫氧化鋰的工藝，從原未使用的原料中提取鋰，擴張了獲取鋰的范圍。另外，在傳統的石灰法中添加了硫酸鈉，加大了鋰的析出度，提高了鋰的獲取率，降低了生料焙燒的溫度，從而達到節(jié)能減排的目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種石灰法從鋰磷鋁石中提取氫氧化鋰的工藝流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明做詳細說明。

實施例1：

一種石灰法從鋰磷鋁石中提取氫氧化鋰的工藝的實施例，具體操作如下。

s1原料研磨，將鋰磷鋁石礦、石灰分別磨細至200目。

s2配料，將鋰磷鋁石與石灰按1:3.5的比例均勻混合成生料，將200g鋰磷鋁石礦粉加入瓷坩堝中，再將700g石灰粉加入瓷坩堝中，手工均勻混勻。

s3焙燒，對生料進行高溫焙燒，形成熟料，將生料放入馬弗爐中，開啟加熱開關，設置最高溫度為1050℃，升溫，等爐內溫度達到1050℃后，再繼續(xù)反應20分鐘，反應時間到了后，關閉加熱開關，待其冷卻至室溫。

s4浸出過濾，首先進行熟料研磨，將熟料進行研磨至200目，按固液比為1：3的比例，將750克熟料粉末置于反應器皿內，該反應器皿以小體積不銹鋼反應鍋充當，再加入2250ml蒸餾水，裝好攪拌，改好鍋蓋，開啟加熱和攪拌，控制反應溫度在95℃左右反應兩小時，在反應過程中分多次進行補水，保持固液比基本不變，反應結束后繼續(xù)攪拌并冷卻降溫，冷卻后用抽濾瓶與真空泵結合進行真空抽濾，將固液分離，進而獲得氧化鋰溶液1783ml。

s5蒸發(fā)濃縮，將1000ml氫氧化鋰溶液加入反應器皿中，裝好攪拌，蓋好鍋蓋，開啟電爐加熱并開攪拌，當蒸發(fā)剩下200ml的體積時停止反應，將蒸發(fā)后的溶液進行抽濾，獲得氫氧化鋰清液165ml。

s6結晶，將165ml氫氧化鋰清液加入反應器皿中，裝好攪拌，蓋好鍋蓋，開啟電爐加熱并開攪拌，直至氧化鋰清液中出現結晶時停止加熱，當清液冷卻至45℃時，進行真空抽濾，得到氫氧化鋰結晶10.8g。

s7重結晶，將得到的10.8g氫氧化鋰結晶放入50ml蒸餾水中，重新溶解，對新形成的溶液在次進行加熱蒸發(fā)，直至溶液中出現結晶時停止加熱，當溶液冷卻至45℃時，進行抽濾，得到氫氧化鋰精品6.6g。

s8烘干，將6.6g氫氧化鋰精品用一不銹鋼容器裝好，并蓋上蓋子，留一條鏠，從而達到隔絕空氣的作用，然后放入烘箱，在90℃的溫度下，烘干1小時，取出冷卻至室溫，獲得氫氧化鋰成品5.2g。

實施例2：

一種石灰法從鋰磷鋁石中提取氫氧化鋰的工藝的實施例，具體操作如下。

s1原料研磨，將鋰磷鋁石礦、石灰分別磨細至180目。

s2配料，將鋰磷鋁石與石灰按1:3的比例均勻混合成生料，將200g鋰磷鋁石礦粉加入瓷坩堝中，再將600g石灰粉加入瓷坩堝中，手工均勻混勻。

s3焙燒，對生料進行高溫焙燒，形成熟料，將生料放入馬弗爐中，開啟加熱開關，設置最高溫度為1000℃，升溫，等爐內溫度達到1000℃后，再繼續(xù)反應30分鐘，反應時間到了后，關閉加熱開關，待其冷卻至室溫。

s4浸出過濾，首先進行熟料研磨，將熟料進行研磨至180目，按固液比為1：4的比例，將750克熟料粉末置于反應器皿內，該反應器皿以小體積不銹鋼反應鍋充當，再加入3000ml蒸餾水，裝好攪拌，改好鍋蓋，開啟加熱和攪拌，控制反應溫度在95℃左右反應兩小時，在反應過程中分多次進行補水，保持固液比基本不變，反應結束后繼續(xù)攪拌并冷卻降溫，冷卻后用抽濾瓶與真空泵結合進行真空抽濾，將固液分離，進而獲得氫氧化鋰溶液2713ml。

s5蒸發(fā)濃縮，將2500ml氫氧化鋰溶液加入反應器皿中，裝好攪拌，蓋好鍋蓋，開啟電爐加熱并開攪拌，當蒸發(fā)剩下250ml的體積時停止反應，將蒸發(fā)后的溶液進行抽濾，獲得氫氧化鋰清液216ml。

s6結晶，將216ml氫氧化鋰清液加入反應器皿中，裝好攪拌，蓋好鍋蓋，開啟電爐加熱并開攪拌，直至氫氧化鋰清液中出現結晶時停止加熱，當清液冷卻至50℃時，進行真空抽濾，得到氫氧化鋰結晶25.8g。

s7重結晶，將得到的25.8g氫氧化鋰結晶放入100ml蒸餾水中，重新溶解，對新形成的溶液在次進行加熱蒸發(fā)，直至溶液中出現結晶時停止加熱，當溶液冷卻至50℃時，進行抽濾，得到氫氧化鋰精品14.1g。

s8烘干，將14.1g氫氧化鋰精品用一不銹鋼容器裝好，并蓋上蓋子，留一條鏠，從而達到隔絕空氣的作用，然后放入烘箱，在95℃的溫度下，烘干1小時，取出冷卻至室溫，獲得氫氧化鋰成品12.6g。

實施例3：

一種石灰法從鋰磷鋁石中提取氫氧化鋰的工藝，包括如下步驟：

s1原料研磨，將鋰磷鋁石礦、硫酸鈉與石灰分別磨細至180目；

s2配料，將鋰磷鋁石、硫酸鈉與石灰按1:0.2:1.5的比例均勻混合成生料，取500g鋰磷鋁石礦粉加入瓷坩堝中，再稱取100克硫酸鈉粉和750克石灰粉加入瓷坩堝中，手工混勻；

s3焙燒，對生料進行高溫焙燒，形成熟料，將生料放入馬弗爐中，開啟加熱開關，設置最高溫度為1000℃，升溫，等爐內溫度達到1000℃后，在繼續(xù)反應30分鐘，反應時間到了后，關閉加熱開關，待其冷卻至室溫。

s4浸出過濾，首先進行熟料研磨，將熟料進行研磨至180目，按固液比為1：4的比例，將1000克熟料粉末置于反應器皿內，該反應器皿由不銹鋼反應鍋充當，再加入4000ml蒸餾水，裝好攪拌，改好鍋蓋，開啟加熱和攪拌，控制反應溫度在150℃左右反應1小時，在反應過程中分多次進行補水，保持固液比基本不變，反應結束后繼續(xù)攪拌并冷卻降溫，冷卻后用抽濾瓶與真空泵結合進行真空抽濾，將固液分離，進而獲得氫氧化鋰溶液3618ml。

s5蒸發(fā)濃縮，將3618ml氫氧化鋰溶液加入反應器皿中攪拌加熱蒸發(fā)，當蒸發(fā)至原溶液的500ml的體積時停止反應，將蒸發(fā)后的溶液進行抽濾，獲得氫氧化鋰清液，由于本實施例中添加了硫酸鈉，因此還需要進行冷凍析鈉的步驟，將500ml氫氧化鋰清液放入容器中置于冰箱冷凍室進行冷凍，冷凍至-10℃以下，然后將其取出冰箱并立刻進行真空抽濾，得到含鈉量低的氫氧化鋰清液386ml。

s6結晶，將含鈉量低的氫氧化鋰清液加入反應器皿中攪拌蒸發(fā)，直至氫氧化鋰清液中出現結晶時停止加熱，當清液冷卻至55℃時，進行真空抽濾，得到氫氧化鋰結晶36.2g。

s7重結晶，將36.2g氫氧化鋰結晶加入100ml蒸餾水中重新溶解，對新形成的溶液在次進行加熱蒸發(fā)，直至溶液中出現結晶時停止加熱，當溶液冷卻至55℃時，進行抽濾，得到氫氧化鋰精品25.7g。

s8烘干，將25.7g氫氧化鋰精品用一不銹鋼容器裝好，并蓋上蓋子，留一條鏠，從而達到隔絕空氣的作用，然后放入烘箱，在100℃的溫度下，烘干1小時，取出冷卻至室溫，獲得氫氧化鋰成品23.6g。

實施例4：

一種石灰法從鋰磷鋁石中提取氫氧化鋰的工藝，包括如下步驟：

s1原料研磨，將鋰磷鋁石礦、硫酸鈉與石灰分別磨細至100目；

s2配料，將鋰磷鋁石、硫酸鈉與石灰按1:1:1.5的比例均勻混合成生料，取500g鋰磷鋁石礦粉加入瓷坩堝中，再稱取500克硫酸鈉粉和750克石灰粉加入瓷坩堝中，手工混勻；

s3焙燒，對生料進行高溫焙燒，形成熟料，將生料放入馬弗爐中，開啟加熱開關，設置最高溫度為900℃，升溫，等爐內溫度達到900℃后，在繼續(xù)反應60分鐘，反應時間到了后，關閉加熱開關，待其冷卻至室溫。

s4浸出過濾，首先進行熟料研磨，將熟料進行研磨至100目，按固液比為1：4的比例，將1000克熟料粉末置于反應器皿內，該反應器皿由不銹鋼反應鍋充當，再加入4000ml蒸餾水，裝好攪拌，改好鍋蓋，開啟加熱和攪拌，控制反應溫度在120℃左右反應1小時，在反應過程中分多次進行補水，保持固液比基本不變，反應結束后繼續(xù)攪拌并冷卻降溫，冷卻后用抽濾瓶與真空泵結合進行真空抽濾，將固液分離，進而獲得氫氧化鋰溶液3213ml。

s5蒸發(fā)濃縮，將3213ml氫氧化鋰溶液加入反應器皿中攪拌加熱蒸發(fā)，當蒸發(fā)至原溶液的400ml的體積時停止加熱，將蒸發(fā)后的溶液進行抽濾，獲得氫氧化鋰清液，由于本實施例中添加了硫酸鈉，因此還需要進行冷凍析鈉的步驟，將400ml氫氧化鋰清液放入容器中置于冰箱冷凍室進行冷凍，冷凍至-10℃以下，然后將其取出冰箱并立刻進行真空抽濾，得到含鈉量低的氫氧化鋰清液272ml。

s6結晶，將含鈉量低的氫氧化鋰清液加入反應器皿中攪拌蒸發(fā)，直至氫氧化鋰清液中出現結晶時停止加熱，當清液冷卻至50℃時，進行真空抽濾，得到氫氧化鋰結晶27.4g。

s7重結晶，將27.4g氫氧化鋰結晶加入100ml蒸餾水中重新溶解，對新形成的溶液在次進行加熱蒸發(fā)，直至溶液中出現結晶時停止加熱，當溶液冷卻至55℃時，進行抽濾，得到氫氧化鋰精品20.9g。

s8烘干，將20.9g氫氧化鋰精品用一不銹鋼容器裝好，并蓋上蓋子，留一條鏠，從而達到隔絕空氣的作用，然后放入烘箱，在100℃的溫度下，烘干1小時，取出冷卻至室溫，獲得氫氧化鋰成品15.8g。

上述實施例僅是部分實例的內容，不同配比在焙燒過程中獲取的鋰轉化率也不同，下表為不同配比不同焙燒溫度下，鋰轉化率部分實驗數據表：

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在實施例中，另一步重要步驟為浸出，為將熟料中的鋰化合物溶于水中，從而獲得鋰化合物溶液，其在不同的反應溫度以及反應時間的不同，溶于水的浸出率也是不相同的，下面是浸出率部分實驗數據表：

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以上內容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所做的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。