一种真空铝热还原炼锂的方法

摘要

一种真空铝热还原炼锂的方法，属于冶金技术领域，按以下步骤进行：（1）将含锂原料和添加剂混合后制成球团，在900~1100℃煅烧获得Li₅AlO₄熟料；（2）将Li₅AlO₄熟料球磨后与铝粉混合并制成球团，再进行真空热还原，生成的锂蒸汽结晶形成金属锂，余下的物料为还原渣。本发明的方法简便易行，适于工业化生产，造成的污染少，可获得良好的经济效益。

主权项

一种真空铝热还原炼锂的方法，其特征在于按以下步骤进行：（1）将含锂原料和添加剂混合后制成球团，然后在900~1100℃煅烧1.5~3h，获得Li₅AlO₄熟料；所述的含锂原料为氢氧化锂或碳酸锂，所述的添加剂为氢氧化铝和氧化钙的混合物，或氧化铝和氧化钙的混合物； （2）将Li₅AlO₄熟料球磨至粒度≤80μm，然后与铝粉混合并制成球团，再在气压≤5Pa和温度1000~1200℃进行真空热还原，反应时间为1.5~3h，生成的锂蒸汽结晶形成金属锂，余下的物料为富含易溶出性铝酸钙的还原渣；（3）获得的还原渣先破碎成粉料，再球磨至粒度≤80μm，然后置于混合碱液中，在温度80~300℃条件下浸出30~180min，再过滤去除浸出渣，获得铝酸钠溶液；所述的混合碱液中碳酸钠的浓度为150~300g/L，氢氧化钠的浓度为1~20 g/L，混合碱液与还原渣的液固比为（4~7）:1，向铝酸钠溶液中通入二氧化碳进行碳酸化分解至铝元素生成氢氧化铝沉淀，碳酸化分解的温度为50~90℃，然后过滤后获得碳酸钠溶液和氢氧化铝；其中步骤（1）的反应式为：5LiOH·H₂O+Al(OH)₃ = Li₅AlO₄+9H₂O、           （1）10LiOH·H₂O+Al₂O₃ = 2Li₅AlO₄+15H₂O、           （2）5Li₂CO₃+Al₂O₃ = 2Li₅AlO₄+5CO₂、               （3）或5Li₂CO₃+2Al(OH)₃ =2 Li₅AlO₄+3H₂O+5CO₂；        （4） 步骤（2）的反应式为：3Li₅AlO₄+4CaO+5Al=4[CaO·Al₂O₃]+15Li               （5） 或21Li₅AlO₄+48CaO+35Al=4[12CaO·7Al₂O₃]+105Li；      （6）含锂原料和添加剂用量按上述反应的理论需要量加入，铝粉按上述反应的理论需要量过量1~15%加入，锂的还原率≥90%；步骤（3）的反应式为浸出过程中铝酸钙的反应方程式为：CaO·Al₂O₃ + Na₂CO₃ + 4H₂O = CaCO₃ + 2NaAl(OH)₄          (7)或12CaO·7Al₂O₃ + 12Na₂CO₃ + 33H₂O = 12CaCO₃ + 10NaOH + 14NaAl(OH)₄  （8）铝的反应方程式为：2Al + 2NaOH + 6H₂O = 2NaAl(OH)₄+ 3H₂                                     （9）向铝酸钠溶液中通入二氧化碳进行碳酸化分解至铝元素生成氢氧化铝沉淀，反应方程式为：2NaAl(OH)₄ + CO₂ = Na₂CO₃ + 2Al(OH)₃ + H₂O                      （10）   。