CN120648917A - 未煅烧的锂精矿的新型大气压浸出方法 - Google Patents

Abstract

根据本发明，提供了一种在大气压下通过浸出处理未煅烧形式的含锂精矿的方法。通常，浸出在低于浸出溶液沸点的温度下进行，是一种温和的浸出过程，可以在不使用高压釜的情况下进行。

Description

未煅烧的锂精矿的新型大气压浸出方法

技术领域

本发明涉及一种在大气压浸出步骤中处理未煅烧形式的含锂精矿的方法。

背景技术

锂是一种形成具有多种工业应用的化合物的元素。用于这些目的的锂主要使用湿法冶金提取工艺从锂卤水和矿石中获得。从矿石中提取锂的常规工艺包括高温煅烧或焙烧过程，然后进行包括加压浸出在内的湿法冶金处理。

例如，US 9255012 B2和US11292725 B2描述了通过用含有碳酸盐的浸出溶液进行加压浸出来浸出煅烧的含锂矿物材料。在US 9255012 B2中，从浸出步骤获得的浆料含有碳酸锂，然后将碳酸锂转化为碳酸氢锂并结晶成碳酸锂产物。在US11292725 B2中，浸出浆料中的锂进一步反应成氢氧化物。然而，这两份出版物都描述了方法，其中使用基于碳酸盐的浸出溶液的加压浸出已被用于提供期望的锂提取率。

使用已知浸出条件的现有工艺的问题之一是，由于用于煅烧和浸出步骤的高压和高温条件，它们需要使用煅烧设备和高压釜。因此，需要新的工艺，其中锂可以在温和的条件下，在更简单的设备中有效地浸出。同理，从提取率的角度来看，在碳酸盐存在下的浸出也不是最佳的。

发明内容

本发明由独立权利要求的特征来定义。在从属权利要求中定义了一些特定实施方式。

根据本发明的第一方面，提供了一种在大气压下利用浸出从含锂精矿中回收锂的方法。

根据第二方面，提供了一种在没有碳酸盐的情况下浸出含锂精矿的方法。

根据第三方面，提供了一种方法，其允许对从浸出步骤获得的浆料进行进一步处理以从中回收锂。任选地，该进一步处理可以包括一个或多个步骤，用于降低浆料或从中分离的级分中杂质的含量。

因此，本发明涉及一种处理含锂精矿的方法，该方法通过在低于浸出溶液沸点的温度下在大气压下浸出来获得含有可提取的锂的浆料。

本发明基于这样的发现，即可以在不利用高压的情况下从含锂的矿物精矿中回收锂。此外，可以避免通常使用的浸出化学品，例如碳酸盐试剂。

使用本发明实现了显著的优点。除其他外，本发明使得可以在没有高压釜的情况下在大气压浸出中浸出锂精矿，从而可以在成本和能源方面实现显著节约，并且可以获得更可持续和环境友好的锂产品。

甚至可以避免被认为对传统工艺至关重要的煅烧步骤。因此，本发明可以在没有煅烧预处理和相关的昂贵设备的情况下浸出锂精矿，从而可以在成本和能源方面实现显著节约，可以减少诸如CO₂的气体排放，并且可以获得更可持续和环境友好的锂产品。

该方法中任选的杂质去除步骤的优点是改进了再循环选项。

附图说明

图1示出了根据本发明一些实施方式的工艺配置，其中方框1表示本发明的浸出步骤，方框2表示一个或多个任选的反应步骤，用于从浸出浆料或溶液中分离杂质或副产物，方框3和4表示将浆料或固体级分中的锂转化为易于沉淀的形式的一个或多个任选步骤3，和/或回收锂的一个或者多个任选的步骤4。虚线箭头表示一些可能的再循环选项。

图2示出了一个有利的实施方式的工艺配置，其中另外的方框3a表示碳酸盐添加步骤，优选地对从固体/液体分离步骤1’得到的液体级分进行，并产生含锂固体级分，该含锂固体级分可以被进一步输送到步骤3、4。

图3示出了一个有利的实施方式的工艺配置，其中另外的方框0表示任选的制浆步骤，方框1’表示任选的固体/液体分离步骤，方框2’表示在方框2的反应步骤之后任选的进一步的固体/液体分离步骤。因此，在超过一个步骤2的情况下，单个步骤2’可以在最后的步骤2之后，或者优选地每个步骤2之后可以有单独的分离步骤2’。此外，这里的方框3表示碳化步骤，从该碳化步骤可以将浆料或溶液输送到方框4，该方框4表示锂回收步骤。从最后的分离步骤2’获得的溶液可以再循环回到制浆步骤0或进一步输送到碳化步骤3(如虚线箭头所示)。

图4示出了另一个有利实施方式的工艺配置，其包括图2和图3的实施方式的组合的一个替代方案。

图5示出了另一个有利实施方式的工艺配置，其中方框2分为2a和2a’，其分别表示从浸出步骤1之后的固体/液体分离1’携带的溶液中进行的氟化物反应和分离；以及2b和2b’，其分别表示硅酸盐反应和分离。类似地，示出了进一步的步骤3’和4’，其表示任选的固体/液体分离。然而，这些步骤3’和4’并不与方框2的杂质分离步骤相关联，而是与不同的实施方式相关。

具体实施方式

定义

含锂矿物可以以多种不同的形式存在，例如下表1中列出的形式。

表1

锂辉石、锂云母、透锂长石和铁锂云母由于它们的可用性和它们有利的结构而特别令人感兴趣。此外，锂可以存在于粘土矿物如锰锂云母(masutomilite)、锂蒙脱石(swinefordite)、水辉石(hectorite)、锂绿泥石(cookeite)和贾达尔石(jadarite)中。

高温和高压下的煅烧和浸出通常被认为是对这些矿物的有价值的金属提供有效浸出所必需的，但本文所述的“大气压浸出”是指在大气压下进行的浸出步骤，从而可以避免使用昂贵的高压釜。

上述大多数矿物都含有硅，在对矿物进行处理以从中回收有价值的金属后，硅成为副产物。“脱硅”，也称为硅去除，是指从本方法获得的浸出流中去除硅。

本发明涉及一种处理未煅烧形式的含锂精矿的方法，该方法通过在低于浸出溶液沸点的温度下在大气压下浸出来获得含有可提取锂的浆料(见图1-5的步骤1)。优选的温度为20-96℃，更优选70-95℃。类似地，优选的浸出时间为至多200小时，更优选12-100小时。

通常，浸出1之后是一个或多个回收锂的步骤，或将浆料或固体级分中的锂转化成易于沉淀的形式的步骤(见图1-5的步骤3和4)，以及可能的一个或多个从浸出浆料或浸出溶液中分离杂质或副产物的步骤(见图1和3的步骤2)。

用作起始材料的含锂精矿优选地由含锂矿物(例如上面表1中提到的那些)获得，或者它可以是单独列出的粘土矿物之一，但优选地选自锂辉石、透锂长石、锂云母、贾达尔石和铁锂云母，或其任何组合。浸出步骤的起始材料含有不同粒度的进料，因为该材料没有经过研磨步骤，其不含有过量的化学品。省略了常规工艺中使用的煅烧步骤，从而使矿物以其原始形式进入浸出步骤1。任选地，在输送至浸出步骤的精矿中使用煅烧的和未煅烧的矿物的混合物。

在一个实施方式中，可以在浸出步骤之前进行单独的制浆步骤(见图3的步骤0)，其中将含有锂的矿物精矿混合到水溶液中，用于生产含有锂的浆料。然而，也可以形成浆料作为浸出步骤1的一部分。

浸出步骤1以大气压浸出的形式进行，并且可以以水浸出、酸浸出或碱浸出的形式进行。通常，使用的浸出条件是温和的，其中大气压与低温相结合。

在一个实施方式中，浸出步骤1以碱浸出的形式进行，优选在含有碱金属氢氧化物的浸出溶液中进行。

碱金属氢氧化物可以例如选自氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)和氢氧化锂(LiOH)，或它们的混合物，优选为氢氧化钠。通常将其添加到浸出溶液中，使其氢氧根离子含量为0.1-250g/l，优选为1-200g/l，更优选为30-150g/l，甚至更优选为50-120g/l。这将使溶液具有特别高的pH值，通常使用碱金属氢氧化物将其调节为11.5-14，优选12-14。然而，在这样的pH值下，碱试剂的含量是比pH值更可靠的测量因素。

在另一个实施方式中，浸出步骤1以酸浸出的形式进行，优选在含有硫酸(H₂SO₄)、磷酸(H₃PO₄)或碳酸(H₂CO₃)的浸出溶液中进行。酸通常以1-10mol/L的浓度添加到浸出溶液中。

在浸出步骤1中，含锂精矿将被混合到浸出溶液中以形成浆料。该浆料的固体含量将对浸出的效率产生影响。在本文所述的方法中，浸出步骤1期间优选的固体含量为100-500g/L，更优选的含量为150-350g/L，特别合适的含量为200-300g/L。

为含锂矿物原材料设计的加压浸出工艺通常在高达300℃的温度下进行，在某些情况下甚至低至150℃，但在本工艺中，甚至≤100℃的较低温度就足够了，或甚至≤95℃。

在一个实施方式中，浸出过程中的温度为20-96℃，优选为70-95℃。如上文所述，大气压对于本文所述方法的目的是足够的。

尽管采用上文所述的温和的浸出条件，但已经发现，甚至可以浸出未煅烧的材料，同时实现合理的锂提取率，一种特别有利的材料是未煅烧的透锂长石。对于未煅烧的原材料，优选使用更长的浸出时间，例如至多200小时，优选12-100小时，更优选20-50小时的时间。

尽管在许多常见工艺中的加压浸出是在碳酸盐试剂的存在下进行的，但本方法可以在没有这种碳酸盐试剂的情况下进行，即在不向浸出溶液中添加碳酸盐的情况下进行。然而，可以在进行浸出步骤1之前将新鲜的浸出溶液与来自该方法的后续步骤的再循环溶液合并，从而一些碳酸盐可能被转移到溶液中。

在一些实施方式中，浸出步骤1是在添加碳酸盐的情况下进行的，该添加通常通过添加合适的碳酸盐试剂来进行，例如添加碱金属碳酸盐，优选碳酸钠(Na₂CO₃)或碳酸钾(K₂CO₃)或其混合物，最合适的是至少部分地由碳酸钠组成。通常，该碳酸盐相对于本实施方式的矿物精矿中的锂含量以>0-3的化学计量添加，最合适地以>0-2.5的化学计量添加。

在浸出步骤1之后，获得浸出浆料，其主要以其硅酸盐形式含有锂。由于该中间产物仅微溶于浸出溶液，因此它是以浆料的形式获得的。浆料不含有大量未反应的矿物，因为它已经被转化为例如硅酸钠铝。

在上述浸出条件下，在浸出步骤1之后获得的浸出浆料在固体中仍将含有锂。因此，以回收锂为目的的进一步处理步骤可以针对浆料进行，或者优选针对从浆料中分离的固体级分进行，特别是在碱浸出之后。因此，可以对浆料进行固体/液体分离步骤(见图3至5的步骤1’)，以获得含锂的固体级分和液体级分，所述液体级分含有不需要的化合物，例如硅酸盐、氟化物和其他杂质等，还含有溶解形式的其他锂化合物。该分离步骤可以例如通过过滤来进行，或者通过将浆料或溶液输送至增稠器，从那里可以将溢流(overflow)输送至进一步的处理步骤，并且可以将底流(underflow)丢弃、回收或进一步过滤，以回收其中残留的所有锂。

由于从分离步骤获得的液体级分也将含有一些锂，因此优选在工艺中进一步利用液体级分。一种合适的替代方案是将液体级分从浸出浆料中分离出来，并将其再循环回到浸出步骤1或任选的制浆步骤0，以在浸出步骤之前添加到浸出溶液中。

如上文所述，浸出步骤1之后可以是进一步的处理步骤，主要目的是回收锂，但目的也在于减少浸出浆料或从中分离的级分中的杂质的量。

在一个实施方式中，特别是在如果锂未能在浸出步骤期间沉淀的情况下实施的实施方式中，在浸出步骤之后可以是向从浸出浆料分离出来的液体级分中添加碳酸盐或磷酸盐(见图2和4)以使其中的锂以碳酸锂或磷酸锂的形式沉淀的步骤。然后，该碳酸锂或磷酸锂可以如下文所述进一步处理，或者与先前从浸出浆料中分离出的含锂固体级分合并。

在涉及酸浸出选项的另一个实施方式(图中未示出)中，浸出步骤之后可以是将碱金属氢氧化物例如氢氧化钠(NaOH)添加到从浸出浆料中分离出来的液体级分中以沉淀和去除固体杂质(例如铁(Fe)、铝(Al)、镁(Mg)和钙(Ca)以氢氧化物的形式)的步骤。然后可以将剩余的纯化的富锂溶液输送至上述碳酸盐添加步骤或进一步的处理步骤，如下文所述。

在更进一步的实施方式中，浸出步骤之后可以是碳化步骤(见图1-5的步骤3)，其中将所获得的含有锂的浸出浆料或从中分离的固体级分与二氧化碳(CO₂)反应以形成碳酸氢锂。优选地，过量使用二氧化碳。在该步骤中，将从浸出步骤1获得的尚未溶解的锂化合物转化为可溶解的碳酸氢锂，并且因此能够基本上与不期望的、未溶解的材料完全地分离。

该任选的碳化步骤3可以在0至50℃，优选15至40℃的温度下进行，并且通常在1至15巴，更典型地为1至10巴，优选大气压的压力下进行。更高的压力提高了二氧化碳在水溶液中的溶解度，但过多地增加压力将导致副产物和杂质的形成增加。优选例如使用任何合适的混合器来提供混合，该混合器非常有效地提供用于分散气体、液体和固体的混合。

浸出浆料或从浸出浆料中获得的固体或液体级分也可以被进一步处理，以减少其中不期望的组分或杂质的量(见图1和图3的步骤2)。

一个替代方案是通过与钙试剂(如氢氧化钙或氧化钙)反应，从浸出浆料或从中分离的液体级分中去除氟化物(见图5的步骤2a)，从而使氟化物反应成氟化钙，该氟化钙可以在固体/液体分离步骤2a’中从剩余溶液分离出来。选择试剂剂量以仅引起氟化物的沉淀。因此，优选的选项是在氟化物去除之前分析浸出浆料或从中分离的液体级分的氟化物含量，并添加大约等量的钙试剂。

另一种替代方案是提供硅去除步骤，也称为脱硅步骤(见图5的步骤2b)。优选地，氟化物去除和硅去除都进行，由此该硅去除步骤在氟化物去除步骤之后进行。

优选地，脱硅2b对从浸出浆料中分离的液体级分进行，或者对浸出浆料的纯化形式(例如进行了氟化物去除)进行，并且在该步骤之后获得的脱硅溶液可以再循环到浸出步骤1，或者与在进一步处理步骤中使用的任何流(例如被输送至任选的碳化步骤3的浆料或固体级分)合并，或被输送至进一步的杂质去除。

在脱硅步骤2b中，可以向待处理的含有硅的溶液中添加钙试剂，如氧化钙(CaO)或氢氧化钙(Ca(OH)₂)，以使硅与钙反应形成硅酸钙，然后在随后的进一步的固体/液体分离步骤2b’中除去该硅酸钙。钙试剂优选相对于溶液中的硅(Si)含量以1-2的化学计量添加。该反应过程中的温度优选为80-100℃，通常1-10小时的持续时间就足够了，例如1-8小时。在进一步的分离步骤2b’中与固体分离的溶液可以被再循环，特别是在浸出步骤1中，或在前面的任选的制浆步骤0中被再利用，或者它可以与浸出浆料合并，或优选地与从浸出步骤1之后的固体/液体分离步骤1’获得的浸出残余物(固体级分)合并，并输送至随后的处理如碳化步骤3。

因此，在一个实施方式中，在本方法中获得的含锂溶液，例如从碳化步骤3获得的、任选地在固体/液体分离步骤3’中从残余物分离出来的可溶解部分(solubilizedfraction)，可以进行沉淀或结晶步骤(见图1-5的步骤4)，以回收结晶形式的锂，优选以其碳酸盐或其氢氧化物的形式回收。

此外，在沉淀步骤4之前，还可以对含锂溶液进行纯化(图中未示出)，以去除杂质，例如三价和/或二价金属离子，例如钙、镁、铝和铁离子。优选地，使用离子交换进行纯化。离子交换可以例如通过使用芬兰专利121785中公开的方法来进行。通常，离子交换的纯化通过使用阳离子交换树脂来进行，所述阳离子交换树脂可以是例如亚氨基二乙酸(IDA)或氨基膦酸(APA)。此类树脂例如以商业名称Amberlite IRC 748(IDA)和Amberlite IRC 7476(APA)制造。通常，阳离子交换树脂是具有与含有氨基膦基团的二乙烯基苯交联的聚苯乙烯基质的树脂。

上述沉淀步骤4导致固体锂化合物或沉淀物的形成，其可以结晶成纯晶体，优选为碳酸锂或氢氧化锂的纯晶体。

如果制备碳酸锂，则沉淀步骤4包括加热含有碳酸氢锂的浆料或溶液，优选加热至70-100℃的温度，以分解碳酸氢盐并结晶出碳酸锂。

在这种碳酸盐沉淀反应中，会形成含有水和碳酸锂沉淀的浆料。在固体/液体分离步骤中，将固体碳酸锂从所获得的浆料中分离出来，从而获得电池级碳酸锂。标准电池级碳酸锂含有至少99.5％的碳酸锂。然而，使用本文所述的方法，可以生产含有至少99.99％碳酸锂的优质电池级碳酸锂。

如果制备氢氧化锂，则沉淀步骤4包括使用氢氧化物试剂，即碱土金属氢氧化物，使从溶解工艺中获得的或任选预处理的含有锂的浆料或溶液反应，以产生含有可溶形式的氢氧化锂的浆料。所用的碱土金属氢氧化物优选地选自氢氧化钙和氢氧化钡，更优选为氢氧化钙，其任选地通过氧化钙(CaO)在水溶液中的反应制备。碱土金属氢氧化物也可以在用于反应之前与水或水溶液混合。同样在该反应中，可以使用从随后的结晶获得的再循环母液。氢氧化物沉淀通常在10-100℃，优选20-60℃，最适合20-40℃的温度下进行。通常，氢氧化物沉淀是在大气压下进行的。碱土金属氢氧化物的存在和上述工艺条件导致氢氧化锂的形成，其中碱土金属的碳酸盐作为副产物形成。

在任选的固体/液体分离步骤4’(优选使用过滤或通过将浆料或溶液输送到增稠器中来进行)之后，获得纯度相对高的含氢氧化锂的溶液。然而，这种含氢氧化锂的浆料或溶液也可以在结晶之前进行纯化，优选使用基于溶解的离子和组分的纯化的技术，更优选包括离子交换或膜分离，或两者，最适合通过使用阳离子交换树脂，特别是选择性阳离子交换树脂。离子交换可以例如如上文所述进行。膜分离可以使用半渗透膜进行，该半渗透膜从水溶液中分离离子或其他溶解的化合物。更准确地说，膜分离可用于根据溶解的离子和化合物的大小(取决于膜材料的孔径)和/或它们的电荷(取决于膜材料的表面电荷)对其进行分级。正表面电荷排斥阳离子(对多价阳离子具有更强的排斥作用)并吸引阴离子，反之亦然。这些现象将能够实现从氢氧化锂溶液中纯化例如多价金属阳离子、络合的物质(例如氢氧化铝络合物)、聚合物物质(例如溶解的二氧化硅)和较大的阴离子(例如硫酸根和碳酸根离子)。基于以上，特别优选将膜分离与离子交换相结合，最合适的是通过首先进行膜分离，然后进行离子交换以改善多价金属阳离子的去除。

氢氧化锂一水合物的晶体可以通过结晶从含氢氧化锂的溶液中回收。结晶通常通过将溶液加热到大约溶液沸点的温度以蒸发液体来进行，或者通过从合适的溶剂中重结晶出一水合物来进行。本文所述的方法能够实现在连续和简单的过程中以优异的产率和纯度生产纯氢氧化锂一水合物，通常提供电池级氢氧化锂一水合物晶体。

在该方法的优选实施方式中，用于生产碳酸盐或氢氧化物晶体的结晶中的任一种之后，通常进行另一个固体-液体分离步骤，优选使用过滤进行，或通过将浆料或溶液输送到增稠器中进行。

在进一步的实施方式中，在固体/液体分离步骤中回收晶体后剩余的结晶母液或其部分可以被再循环到一个或多个先前的步骤，例如任选的碳化步骤3或任选的沉淀步骤4。在一个替代方案中，将母液再循环到浸出步骤1，或任选的先前的制浆步骤0，以参与其中的任何pH调节，从而减少进一步添加氢氧化物试剂的需要。在另一个替代方案中，与氢氧化物沉淀路线有关，将母液再循环到制备氢氧化锂的氢氧化物沉淀步骤。此外，在任选的碳化步骤3中使用的二氧化碳可以从结晶母液中分离出来，并再循环回到碳化步骤3。

通过再循环到具有较低碱度的先前步骤(例如锂沉淀步骤4)所实现的优点是，结晶母液中的一些杂质(例如铝和硅)具有随着碱度的增加(例如由氢氧化锂浓度的增加引起)而增加的溶解度，从而这些碱溶性杂质可以通过将它们在溶液中再循环到较低碱度的步骤中而被去除。例如，在氢氧化物沉淀步骤中，这些杂质形成微溶性化合物(例如氢氧化铝)，并且可以在随后的分离步骤后与固体一起丢弃。如果没有这些再循环选项，杂质通常会在结晶中集中，并污染产品。

应当理解的是，所公开的本发明的实施方式不限于本文所公开的特定结构、工艺步骤或材料，而是扩展到相关领域的普通技术人员将认识到的其等效物。还应当理解的是，本文使用的术语用于描述特定实施方式的目的，而不是意图限制。

整个本说明书中提及的“一个实施方式”或“一实施方式”是指与该实施方式相关联地描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明的至少一个实施方式中。因此，在整个本说明书的各个地方出现短语“在一个实施方式中”或“在一实施方式中”并不一定都指相同的实施方式。

如本文所使用的，为了方便起见，多个项目、结构元素、组成元素和/或材料可以在通用列中列出。然而，这些列表应被理解为列表中的每个成员都被单独标识为单独且唯一的成员。因此，在没有相反指示的情况下，该列表中的任何单个成员都不应仅根据其呈现在一个共同群体中而被解释为事实上等同于同一列表中的其他任何成员。此外，本发明的各种实施方式和实施例可以在本文中与其各种部件的替代方案一起提及。应当理解的是，这样的实施方式、实施例和替代方案不应被解释为彼此事实上等同，而是应被视为本发明的独立和单独的呈现。

此外，所描述的特征、结构或特性可以在一个或多个实施方式中以任何合适的方式组合。在以下描述中，提供了许多具体的细节，例如长度、宽度、形状等的示例，以提供对本发明的实施方式的彻底理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，本发明可以在没有一个或多个特定细节的情况下实施，或者使用其他方法、部件、材料等来实施。在其他情况下，没有详细显示或描述公知的结构、材料或操作，以避免混淆本发明的各方面。

虽然上述实例在一个或多个特定应用中说明了本发明的原理，但对于本领域的普通技术人员来说，显而易见的是，在不行使发明能力的情况下，并且在不偏离本发明的原则和概念的情况下，可以在形式、用法和实施细节方面进行许多修改。因此，不期望本发明受到限制，除非受到以下权利要求的限制。

本文中使用的动词“包含”和“包括”是开放式的限制，既不排除也不要求存在未引用的特征。除非另有明确说明，否则所附权利要求中所述的特征是可相互自由组合的。此外，应当理解的是，在整个本文件中使用“一种”或“一个”，即单数形式，并不排除复数。

实施例

实施例1-未煅烧的透锂长石的浸出

在下表1所示的条件下对未煅烧的透锂长石样品进行浸出。

表1.

	单位	测试1
			浸出温度	℃	95
浸出时间	h	>12h
			固体含量	g/L	250
添加500g/LNaOH	mL/g	2.0

测试1：

将来自测试1的透锂长石样品如上文表1所示进行浸出。在浸出过程中，从溶液中提取了多个样品，并对这些样品进行了分析。结果显示，作为可提取的Li的Li浓度随着时间稳定增加。

如这些结果所表明的，使用大气压浸出步骤和低温的本发明的方法比已知的方法更通用，并且令人惊呀的是，即使对于未煅烧的样品，其也能在本文公开的低温下提供可接受的浸出率。

工业实用性

本发明的方法可以用作从含锂矿物中回收锂产品的湿法冶金工艺的一部分，并对该工艺有所改进。

特别地，本文所述的新浸出步骤可以在不使用昂贵的高压釜的情况下浸出锂精矿。此外，浸出温度可以保持低于现有技术工艺中的温度。此外，可以省略常规的煅烧设备。

附图标记列表

本发明的方法包括在大气压下在低于浸出溶液沸点的温度下进行的浸出步骤1。因此，本发明的方法包括以下步骤：

1大气压浸出

在各个实施方式中，该方法还可以包括一些进一步的步骤，如图1-3所示。基于附图，以下任选的步骤中的任何一个也可以包括在该方法中，或者两个或更多个这样的附加步骤的组合：

0制浆步骤

1’浸出步骤1之后的固体/液体分离

2从浸出浆料或溶液中分离杂质或副产物，任选地为以下形式：

2a氟化物去除

2a’氟化物去除之后的固体/液体分离

2b硅去除

2b’硅去除之后的固体/液体分离

3,4将浆料或固体级分中的锂转化为易于沉淀的形式，通常为以下形式：

3 碳化

3’ 碳化之后任选的固体/液体分离

4 锂沉淀/结晶

4’ Li沉淀/结晶之后任选的固体/液体分离

引用列表

专利文献

FI 121785B

US 9255012 B2

US11292725 B2.

Claims (20)

1.一种处理未煅烧形式的含锂精矿的方法，该方法通过在低于浸出溶液沸点的温度、在大气压的条件，在浸出溶液中进行浸出以获得含锂浆料。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述含锂精矿由含锂矿物获得，所述含锂矿物优选地选自锂辉石、透锂长石、锂云母、贾达尔石和铁锂云母或其任何组合。

3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中浸出步骤以水浸出、酸浸出或碱浸出的形式进行。

4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中浸出步骤以碱浸出的形式进行，优选在含有碱金属氢氧化物的浸出溶液中进行。

5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中浸出步骤在含有碱金属氢氧化物的浸出溶液中进行，所述碱金属氢氧化物选自氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、氢氧化钙(Ca(OH)₂)和氢氧化锂(LiOH)，或它们的混合物，优选为氢氧化钠。

6.如权利要求4或5所述的方法，其中将碱金属氢氧化物以0.1-250g/l，优选1-200g/l，更优选30-150g/l，甚至更优选50-120g/l的氢氧根离子含量添加到浸出溶液中。

7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中将浸出溶液的pH水平调节为11.5-14，优选12-14。

8.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中浸出步骤以酸浸出的形式进行，优选在含有硫酸的浸出溶液中进行。

9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中浸出步骤在由含锂精矿和浸出溶液形成的浆料中进行，所述浆料的固体含量为100-500g/L，优选150-350g/L，更优选200-300g/L。

10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中浸出步骤在20℃至低于100℃，优选20℃-95℃的温度下进行。

11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中对于含有未煅烧的含锂矿物的精矿，浸出步骤进行至多200小时，优选12-200小时，更优选12-100小时，甚至更优选20-50小时的时间。

12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中浸出步骤在不添加碳酸盐的浸出溶液中在没有碳酸盐试剂的情况下进行。

13.如权利要求1至11中任一项所述的方法，其中浸出溶液进一步含有碳酸盐试剂，例如碳酸钠(Na₂CO₃)或碳酸钾(K₂CO₃)，优选地，碳酸盐试剂相对于精矿中的锂含量的化学计量为至多3，最合适地化学计量为>0-2.5。

14.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中进行固体/液体分离步骤，以将固体级分和液体级分与浸出浆料分离。

15.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中将液体级分与浸出浆料分离，并再循环回到浸出步骤并与浸出溶液合并。

16.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中在碳化步骤中对所获得的含锂浆料或从中分离的固体级分进行进一步处理，其中使其与二氧化碳(CO₂)反应，二氧化碳(CO₂)优选是过量的。

17.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中在碳化步骤中对所获得的含锂浆料或从中分离的固体级分进行增溶，随后对增溶的级分进行结晶步骤，以回收结晶形式的锂，优选以其碳酸盐或其氢氧化物的形式回收。

18.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中在对浆料中的锂进行碳化之前或之后对所获得的含锂浆料或从中分离的固体或液体级分进行进一步处理，以从中除去一种或多种杂质。

19.如权利要求18所述的方法，其中通过与钙试剂例如氢氧化钙或氧化钙反应，从浆料或固体级分中去除其中的氟化物，从而氟化物以氟化钙的形式分离。

20.如权利要求18或19所述的方法，其中通过与钙试剂例如氢氧化钙或氧化钙反应，从浆料或固体或液体级分中去除其中的硅，从而硅以固体硅酸钙的形式分离。