1.一種礦石提鋰生產(chǎn)系統(tǒng)除鉀工藝，本發(fā)明屬于濕法冶金技術領域，具體涉及鋰鹽生產(chǎn)技術領域。

背景技術：

2.鋰輝石一直是提鋰的主要原料，組成簡單，含鋰品位高，li2o理論含量8.03％，但由于鈉鉀置換，通常li2o含量2.91％～7.66％(蘇慧等，礦石資源中鋰的提取與回收研究進展.化工學報，2019，70(1)：10

?

23.)。碳酸鋰和氫氧化鋰生產(chǎn)過程中k雜質出口較少，因此在長期的生產(chǎn)過程中k不斷富集在生產(chǎn)母液中容易造成產(chǎn)品鉀污染。一般來說，氫氧化鋰生產(chǎn)線的k會富集在一次蒸發(fā)母液，碳酸鋰生產(chǎn)線的k會富集于析鈉母液。

3.目前，生產(chǎn)系統(tǒng)中的鉀主要通過元明粉工段進行去除，該方法簡單易行，但是仍存在一些問題。比如生產(chǎn)系統(tǒng)中k雖然在蒸發(fā)的過程中會隨硫酸鈉結晶析出一部分，但是常見k鹽均為可溶性化合物，所以大部分k都會富集于析鈉母液，留存于生產(chǎn)系統(tǒng)，仍會影響品質。同時經(jīng)蒸發(fā)后形成硫酸鉀粒徑偏小，難以分離，影響生產(chǎn)效率。雖然也有一些生產(chǎn)廠家嘗試將母液沉鋰后對li

?

k進行選擇性分離。但是碳酸鋰屬于微溶性物質，li

?

k難以分離；磷酸鋰雖然是一種不溶性沉淀，但是后續(xù)從磷酸鋰中鋰回收亦是一個難題。專利(cn102010991b)記載了通過低溫下形成硫酸鋁鉀的方式對鋰云母中的鉀去除生產(chǎn)碳酸鋰的報道。但是該工藝流程長，且形成的硫酸鋁鉀是可溶性物質，其溶解度受溫度影響明顯。因此該方法除鉀操作難度較大，暫時未得到大范圍推廣。

技術實現(xiàn)要素：

4.本發(fā)明的目的在于：提供一種礦石提鋰生產(chǎn)系統(tǒng)除鉀工藝，以解決現(xiàn)有的鋰云母中鉀去除工藝流程長，且形成的硫酸鋁鉀溶解度受溫度影響明顯，導致除鉀操作難度大的問題。

5.本發(fā)明采用的技術方案如下：

6.一種礦石提鋰生產(chǎn)系統(tǒng)除鉀工藝，包括如下步驟：

7.步驟1、用濃硫酸將碳酸鋰生產(chǎn)線沉鋰含鉀母液ph調節(jié)至1

?

3，得中和前液；

8.步驟2、使用氫氧化鋰生產(chǎn)線一次蒸發(fā)富鉀母液將中和前液調節(jié)至5

?

8，得中和后液；

9.步驟3、中和后液經(jīng)過蒸發(fā)出硝后生成富鉀析鈉母液；

10.步驟4、向步驟3生成的富鉀析鈉母液中加入鐵鹽，得含鉀母液；

11.步驟5、將含鉀母液升溫至95℃，攪拌反應結晶1

?

3h，得懸浮液；

12.步驟6、將懸浮液沉降進行固液分離，上層清液采用碳酸鈣調節(jié)ph至5

?

7除鐵。

13.本技術的技術方案中，先除去中和前液中的碳酸根，后使用氫氧化鋰生產(chǎn)線一次蒸發(fā)富鉀母液將中和前液調節(jié)至中性，得中和后液，中和后液經(jīng)過mvr系統(tǒng)蒸發(fā)出硝后得到k含量1.8

?

8.2g/l的富鉀析鈉母液，富鉀析鈉母液包括硫酸鋰，硫酸鉀，硫酸鈉，后用濃硫酸

將富鉀析鈉母液ph調至1.5

?

2.5，之后再加入鐵鹽，升溫，攪拌結晶，得懸浮液，晶體包括黃鉀鐵礬kfe3(so4)2(oh)6，結晶后的溶液包括硫酸鋰，硫酸鉀，硫酸鐵，將懸浮液沉降進行固液分離，上層清液即低鉀母液，采用碳酸鈣調節(jié)ph至5

?

7除鐵，除鐵后固液分離，得到的低鉀硫酸鋰溶液返回至硫酸鋰凈化工段。通過用98wt％濃硫酸將步驟3生成的富鉀析鈉母液ph調至1.5

?

2.5，之后再加入鐵鹽，得含鉀母液，鐵與鉀的摩爾比為2.4

?

4.5，將含鉀母液升溫，攪拌反應結晶，固液分離即得晶體黃鉀鐵礬kfe3(so4)2(oh)6，即將生產(chǎn)系統(tǒng)母液中富集的鉀轉化成不溶性沉淀排出系統(tǒng)，避免了生產(chǎn)系統(tǒng)母液鉀富集后導致的產(chǎn)品鋰鹽產(chǎn)品鉀污染。相比現(xiàn)行工藝，該工藝流程短，控制方便，后續(xù)除雜簡單且能與硫酸法提鋰工藝兼容，簡單易行。

14.優(yōu)選的，步驟1中濃硫酸為98wt％。

15.優(yōu)選的，步驟3中富鉀析鈉母液含鉀量1.8

?

8.2g/l。

16.更為優(yōu)選的，富鉀析鈉母液包括硫酸鋰，硫酸鉀，硫酸鈉。

17.優(yōu)選的，步驟4中，用98wt％濃硫酸將步驟3生成的富鉀析鈉母液ph調至1.5

?

2.5，之后再加入鐵鹽。

18.優(yōu)選的，步驟4中，鐵與鉀的摩爾比為2.4

?

4.5。

19.優(yōu)選的，步驟4中，晶體包括黃鉀鐵礬，結晶后的溶液包括硫酸鋰，硫酸鉀，硫酸鐵。

20.優(yōu)選的，步驟5中，攪拌強度180

?

220r/min。

21.優(yōu)選的，步驟6中上層清液即低鉀母液。

22.優(yōu)選的，步驟6除鐵后固液分離，得到的低鉀硫酸鋰溶液返回至硫酸鋰凈化工段。

23.一種礦石提鋰生產(chǎn)系統(tǒng)除鉀工藝，包括如下步驟：

24.步驟1、用98wt％濃硫酸將碳酸鋰生產(chǎn)線沉鋰含鉀母液ph調節(jié)至1

?

3，目的是除去中和前液中的碳酸根；

25.步驟1中涉及到的化學反應式如下：

[0026][0027]

步驟2、使用氫氧化鋰生產(chǎn)線一次蒸發(fā)富鉀母液將中和前液調節(jié)至5

?

8，得中和后液；

[0028]

步驟3、中和后液經(jīng)過蒸發(fā)出硝后生成含鉀量1.8

?

8.2g/l的富鉀析鈉母液，富鉀析鈉母液包括硫酸鋰，硫酸鉀，硫酸鈉；

[0029]

步驟4、用98wt％濃硫酸將步驟3生成的富鉀析鈉母液ph調至1.5

?

2.5，之后再加入鐵鹽，得含鉀母液，鐵與鉀的摩爾比為2.4

?

4.5；

[0030]

步驟5、將含鉀母液升溫至95℃，攪拌反應結晶1

?

3h，攪拌強度180

?

220r/min，得懸浮液；涉及到的化學反應如下：

[0031]

3fe2(so4)3+k2so4+12h2o＝2kfe3(so4)2(oh)6(s)+6h2so4[0032]

晶體包括黃鉀鐵礬kfe3(so4)2(oh)6[0033]

結晶后的溶液包括硫酸鋰，硫酸鉀，硫酸鐵。

[0034]

步驟6、將懸浮液沉降進行固液分離，上層清液即低鉀母液，采用碳酸鈣調節(jié)ph至5

?

7除鐵；

[0035]

涉及到的化學反應如下：

[0036]

caco3+h

+

＝＝ca

2+

+co2(g)+h2o

[0037]

fe

3+

+oh

?

＝＝fe(oh)3(s)

[0038]

液體包括硫酸鋰，硫酸鈉，硫酸鈣；

[0039]

步驟7、步驟6除鐵后固液分離，得到的低鉀硫酸鋰溶液返回至硫酸鋰凈化工段。

[0040]

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發(fā)明的有益效果是：

[0041]

1、提供了一種高效，簡單并可與現(xiàn)有主工藝兼容的生產(chǎn)母液除鉀方案；

[0042]

2、本發(fā)明中，通過用98wt％濃硫酸將步驟3生成的富鉀析鈉母液ph調至1.5

?

2.5，之后再加入鐵鹽，得含鉀母液，鐵與鉀的摩爾比為2.4

?

4.5，將含鉀母液升溫，攪拌反應結晶，固液分離即得晶體黃鉀鐵礬kfe3(so4)2(oh)6，即將生產(chǎn)系統(tǒng)母液中富集的鉀轉化成不溶性沉淀排出系統(tǒng)，避免了生產(chǎn)系統(tǒng)母液鉀富集后導致的產(chǎn)品鋰鹽產(chǎn)品鉀污染；

[0043]

3、本發(fā)明中，晶體是黃鉀鐵礬kfe3(so4)2(oh)6，而不是硫酸鋁鉀，操作簡單；

[0044]

4、相比現(xiàn)行工藝，本技術的工藝流程短，控制方便，后續(xù)除雜簡單且能與硫酸法提鋰工藝兼容；

[0045]

5、本發(fā)明中，礦石提鋰生產(chǎn)系統(tǒng)除鉀效率高，簡單易行。

附圖說明

[0046]

圖1為本發(fā)明一種礦石提鋰生產(chǎn)系統(tǒng)除鉀工藝的流程圖。

具體實施方式

[0047]

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

[0048]

實施例1

[0049]

如圖1所示，一種礦石提鋰生產(chǎn)系統(tǒng)除鉀工藝，包括如下步驟：

[0050]

步驟1、用98wt％濃硫酸將碳酸鋰生產(chǎn)線沉鋰含鉀母液ph調節(jié)至3，目的是除去中和前液中的碳酸根；

[0051]

步驟2、使用氫氧化鋰生產(chǎn)線一次蒸發(fā)富鉀母液將中和前液調節(jié)至7，得中和后液；

[0052]

步驟3、中和后液經(jīng)過蒸發(fā)出硝后生成含鉀量5g/l的富鉀析鈉母液，富鉀析鈉母液包括硫酸鋰，硫酸鉀，硫酸鈉；

[0053]

步驟4、用98wt％濃硫酸將步驟3生成的富鉀析鈉母液ph調至2，之后再加入硫酸鐵，得含鉀母液，鐵與鉀的摩爾比為4.5；

[0054]

步驟5、將含鉀母液升溫至95℃，攪拌反應結晶2h，攪拌強度180r/min，得懸浮液；

[0055]

晶體包括黃鉀鐵礬kfe3(so4)2(oh)6[0056]

結晶后的溶液包括硫酸鋰，硫酸鉀，硫酸鐵。

[0057]

步驟6、將懸浮液沉降進行固液分離，上層清液即低鉀母液，采用碳酸鈣調節(jié)ph至6除鐵；

[0058]

液體包括硫酸鋰，硫酸鈉，硫酸鈣；

[0059]

步驟7、步驟6除鐵后固液分離，得到的低鉀硫酸鋰溶液返回至硫酸鋰凈化工段。

[0060]

結果：

[0061]

處理前k濃度5.0g/l；處理后k濃度0.96g/l，fe濃度0.011g/l

[0062]

鐵渣固體：li2o:0.44％；na2o:0.60％；k2o:6.95％；fe2o3:42.86％。

[0063]

實施例2

[0064]

如圖1所示，一種礦石提鋰生產(chǎn)系統(tǒng)除鉀工藝，包括如下步驟：

[0065]

步驟1、用98wt％濃硫酸將碳酸鋰生產(chǎn)線沉鋰含鉀母液ph調節(jié)至2，目的是除去中和前液中的碳酸根；

[0066]

步驟2、使用氫氧化鋰生產(chǎn)線一次蒸發(fā)富鉀母液將中和前液調節(jié)至5，得中和后液；

[0067]

步驟3、中和后液經(jīng)過蒸發(fā)出硝后生成含鉀量1.8g/l的富鉀析鈉母液，富鉀析鈉母液包括硫酸鋰，硫酸鉀，硫酸鈉；

[0068]

步驟4、用98wt％濃硫酸將步驟3生成的富鉀析鈉母液ph調至1.5，之后再加入硫酸鐵，得含鉀母液，鐵與鉀的摩爾比為3.75；

[0069]

步驟5、將含鉀母液升溫至95℃，攪拌反應結晶3h，攪拌強度220r/min，得懸浮液；

[0070]

晶體包括黃鉀鐵礬kfe3(so4)2(oh)6[0071]

結晶后的溶液包括硫酸鋰，硫酸鉀，硫酸鐵。

[0072]

步驟6、將懸浮液沉降進行固液分離，上層清液即低鉀母液，采用碳酸鈣調節(jié)ph至6除鐵；

[0073]

液體包括硫酸鋰，硫酸鈉，硫酸鈣；

[0074]

步驟7、步驟6除鐵后固液分離，得到的低鉀硫酸鋰溶液返回至硫酸鋰凈化工段。

[0075]

結果：

[0076]

處理前k濃度1.8g/l；處理后k濃度0.44g/l，fe濃度0.0064g/l

[0077]

鐵渣固體：li2o:0.20％；na2o:0.63％；k2o:5.87％；fe2o3:39.06％。

[0078]

實施例3

[0079]

如圖1所示，一種礦石提鋰生產(chǎn)系統(tǒng)除鉀工藝，包括如下步驟：

[0080]

步驟1、用98wt％濃硫酸將碳酸鋰生產(chǎn)線沉鋰含鉀母液ph調節(jié)至1，目的是除去中和前液中的碳酸根；

[0081]

步驟2、使用氫氧化鋰生產(chǎn)線一次蒸發(fā)富鉀母液將中和前液調節(jié)至6，得中和后液；

[0082]

步驟3、中和后液經(jīng)過蒸發(fā)出硝后生成含鉀量8.2g/l的富鉀析鈉母液，富鉀析鈉母液包括硫酸鋰，硫酸鉀，硫酸鈉；

[0083]

步驟4、用98wt％濃硫酸將步驟3生成的富鉀析鈉母液ph調至2.5，之后再加入硫酸鐵，得含鉀母液，鐵與鉀的摩爾比為3.75；

[0084]

步驟5、將含鉀母液升溫至95℃，攪拌反應結晶3h，攪拌強度200r/min，得懸浮液；

[0085]

晶體包括黃鉀鐵礬kfe3(so4)2(oh)6[0086]

結晶后的溶液包括硫酸鋰，硫酸鉀，硫酸鐵。

[0087]

步驟6、將懸浮液沉降進行固液分離，上層清液即低鉀母液，采用碳酸鈣調節(jié)ph至6除鐵；

[0088]

液體包括硫酸鋰，硫酸鈉，硫酸鈣；

[0089]

步驟7、步驟6除鐵后固液分離，得到的低鉀硫酸鋰溶液返回至硫酸鋰凈化工段。

[0090]

結果：

[0091]

處理前k濃度8.2g/l；處理后k濃度1.9g/l，fe濃度0.0069g/l

[0092]

鐵渣固體：li2o:0.45％；na2o:0.71％；k2o:6.03％；fe2o3:43.87％。

[0093]

實施例4

[0094]

如圖1所示，一種礦石提鋰生產(chǎn)系統(tǒng)除鉀工藝，包括如下步驟：

[0095]

步驟1、用98wt％濃硫酸將碳酸鋰生產(chǎn)線沉鋰含鉀母液ph調節(jié)至3，目的是除去中和前液中的碳酸根；

[0096]

步驟2、使用氫氧化鋰生產(chǎn)線一次蒸發(fā)富鉀母液將中和前液調節(jié)至7，得中和后液；

[0097]

步驟3、中和后液經(jīng)過蒸發(fā)出硝后生成含鉀量5.0g/l的富鉀析鈉母液，富鉀析鈉母液包括硫酸鋰，硫酸鉀，硫酸鈉；

[0098]

步驟4、用98wt％濃硫酸將步驟3生成的富鉀析鈉母液ph調至2，之后再加入硫酸鐵，得含鉀母液，鐵與鉀的摩爾比為2.4；

[0099]

步驟5、將含鉀母液升溫至95℃，攪拌反應結晶2h，攪拌強度200r/min，得懸浮液；

[0100]

晶體包括黃鉀鐵礬kfe3(so4)2(oh)6[0101]

結晶后的溶液包括硫酸鋰，硫酸鉀，硫酸鐵。

[0102]

步驟6、將懸浮液沉降進行固液分離，上層清液即低鉀母液，采用碳酸鈣調節(jié)ph至6除鐵；

[0103]

液體包括硫酸鋰，硫酸鈉，硫酸鈣；

[0104]

步驟7、步驟6除鐵后固液分離，得到的低鉀硫酸鋰溶液返回至硫酸鋰凈化工段。

[0105]

結果：

[0106]

處理前k濃度5.0g/l；處理后k濃度2.1g/l，fe濃度0.011g/l

[0107]

鐵渣固體：li2o:0.53％；na2o:2.8％；k2o:4.84％；fe2o3:39.12％。

[0108]

實施例5

[0109]

如圖1所示，一種礦石提鋰生產(chǎn)系統(tǒng)除鉀工藝，包括如下步驟：

[0110]

步驟1、用98wt％濃硫酸將碳酸鋰生產(chǎn)線沉鋰含鉀母液ph調節(jié)至3，目的是除去中和前液中的碳酸根；

[0111]

步驟2、使用氫氧化鋰生產(chǎn)線一次蒸發(fā)富鉀母液將中和前液調節(jié)至7，得中和后液；

[0112]

步驟3、中和后液經(jīng)過蒸發(fā)出硝后生成含鉀量5.0g/l的富鉀析鈉母液，富鉀析鈉母液包括硫酸鋰，硫酸鉀，硫酸鈉；

[0113]

步驟4、用98wt％濃硫酸將步驟3生成的富鉀析鈉母液ph調至2，之后再加入硫酸鐵，得含鉀母液，鐵與鉀的摩爾比為3.75；

[0114]

步驟5、將含鉀母液升溫至95℃，攪拌反應結晶1h，攪拌強度200r/min，得懸浮液；

[0115]

晶體包括黃鉀鐵礬kfe3(so4)2(oh)6[0116]

結晶后的溶液包括硫酸鋰，硫酸鉀，硫酸鐵。

[0117]

步驟6、將懸浮液沉降進行固液分離，上層清液即低鉀母液，采用碳酸鈣調節(jié)ph至6除鐵；

[0118]

液體包括硫酸鋰，硫酸鈉，硫酸鈣；

[0119]

步驟7、步驟6除鐵后固液分離，得到的低鉀硫酸鋰溶液返回至硫酸鋰凈化工段。

[0120]

結果：

[0121]

處理前k濃度5.0g/l；處理后k濃度0.74g/l，fe濃度0.013g/l

[0122]

鐵渣固體：li2o:0.31％；na2o:0.74％；k2o:6.23％；fe2o3:39.99％。

[0123]

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精

神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。技術特征：

1.一種礦石提鋰生產(chǎn)系統(tǒng)除鉀工藝，其特征在于，包括如下步驟：步驟1、用濃硫酸將碳酸鋰生產(chǎn)線沉鋰含鉀母液ph調節(jié)至1

?

3，得中和前液；步驟2、使用氫氧化鋰生產(chǎn)線一次蒸發(fā)富鉀母液將中和前液調節(jié)至5

?

8，得中和后液；步驟3、中和后液經(jīng)過蒸發(fā)出硝后生成富鉀析鈉母液；步驟4、向步驟3生成的富鉀析鈉母液中加入鐵鹽，得含鉀母液；步驟5、將含鉀母液升溫至95℃，攪拌反應結晶1

?

3h，得懸浮液；步驟6、將懸浮液沉降進行固液分離，上層清液采用碳酸鈣調節(jié)ph至5

?

7除鐵。2.根據(jù)權利要求1所述的一種礦石提鋰生產(chǎn)系統(tǒng)除鉀工藝，其特征在于，步驟1中濃硫酸為98wt％。3.根據(jù)權利要求1所述的一種礦石提鋰生產(chǎn)系統(tǒng)除鉀工藝，其特征在于，步驟3中富鉀析鈉母液含鉀量1.8

?

8.2g/l。4.根據(jù)權利要求3所述的一種礦石提鋰生產(chǎn)系統(tǒng)除鉀工藝，其特征在于，富鉀析鈉母液包括硫酸鋰，硫酸鉀，硫酸鈉。5.根據(jù)權利要求1所述的一種礦石提鋰生產(chǎn)系統(tǒng)除鉀工藝，其特征在于，步驟4中，用98wt％濃硫酸將步驟3生成的富鉀析鈉母液ph調至1.5

?

2.5，之后再加入鐵鹽。6.根據(jù)權利要求1所述的一種礦石提鋰生產(chǎn)系統(tǒng)除鉀工藝，其特征在于，步驟4中，鐵與鉀的摩爾比為2.4

?

4.5。7.根據(jù)權利要求1所述的一種礦石提鋰生產(chǎn)系統(tǒng)除鉀工藝，其特征在于，步驟4中，晶體包括黃鉀鐵礬，結晶后的溶液包括硫酸鋰，硫酸鉀，硫酸鐵。8.根據(jù)權利要求1所述的一種礦石提鋰生產(chǎn)系統(tǒng)除鉀工藝，其特征在于，步驟5中，攪拌強度為180

?

220r/min。9.根據(jù)權利要求1所述的一種礦石提鋰生產(chǎn)系統(tǒng)除鉀工藝，其特征在于，步驟6中上層清液即低鉀母液。10.根據(jù)權利要求1所述的一種礦石提鋰生產(chǎn)系統(tǒng)除鉀工藝，其特征在于，步驟6除鐵后固液分離，得到的低鉀硫酸鋰溶液返回至硫酸鋰凈化工段。

技術總結

本發(fā)明公開了一種礦石提鋰生產(chǎn)系統(tǒng)除鉀工藝，屬于濕法冶金領域，具體涉及鋰鹽生產(chǎn)領域，以解決現(xiàn)有的鋰云母中鉀去除工藝流程長，除鉀操作難度大的問題，包括如下步驟：中和蒸發(fā)出硝后生成富鉀析鈉母液；向調節(jié)pH后的富鉀析鈉母液中加入鐵鹽，得含鉀母液；將含鉀母液升溫至95℃，攪拌反應結晶1

技術研發(fā)人員：嚴潤華 趙建平 米茂龍 何乘光 林蔚婷

受保護的技術使用者：四川能投鼎盛鋰業(yè)有限公司

技術研發(fā)日：2021.06.28

技術公布日：2021/9/14