專利名稱：一種利用鉭鈮尾礦鋰云母制備碳酸鋰除氟的新方法
技術領域：
本發明屬于化學化工領域，涉及一種利用鉭鈮尾礦鋰云母制備碳酸鋰除氟的方法。
背景技術：
江西宜春的鉭鈮鋰礦是目前亞洲最大的鉭鈮鋰礦，其含有豐富的稀有金屬材料。 鋰云母是鉭鈮開采尾礦經浮選所得副產品，鋰云母原料中不僅Li2O的含量高達到4.5%，而 且，如鉀、鈉、銣、銫等的含量也非常豐富，對其進行綜合開發利用具有十分重要經濟和戰略 價值。
隨著世界以石油為原料的能源的日益緊張，開發利用新型能源為全世界的共同課 題。鋰電能新能源作為當今新能源發展的重要產業之一，越來越被人們重視，鋰及其鹽類作 為鋰電新能源產業的基礎性材料，從鋰云母原料提取鋰、銣、銫等金屬及其鹽時，對鋰云母 原料中的氟是必須除去的，傳統的除氟工藝普遍用高溫焙燒的方法，溫度在1000°c左右進 行除氟，因鋰云母中的氟在高溫焙燒下生成氟化氫而揮發。采用高溫燒結方法進行除氟，能 耗極高，且極易造成一些金屬元素的流失，如銣、銫等金屬原料的回收率低，因而大幅降低 了鋰云母礦的綜合開發利用率價值，也提高了其生產成本，可能造成喪失采用從鋰云母原 料中提取鋰及碳酸鋰的經濟價值優勢，造成資源浪費，如中國專利《一種從鋰云母中提鋰的 方法》(申請號201010001287. 1)和中國專利《硫酸鉀法處理鋰云母制取碳酸鋰工藝方法》 (申請號85101989)均是高溫焙燒的方法除氟。
發明內容
因為不同礦石產地的鋰的化合物及其形成過程不同、礦石物相會產生很大的差 異，對其中鋰化合物的提取工藝差異也很大，本發明的目的就是要提供涉及一種適合亞洲 鋰都江西宜春鉭鈮鋰礦鋰云母制備碳酸鋰除氟的方法，采用加壓變溫法酸浸和中和除氟方 法，生產工藝條件溫和，設備利用率高，能耗低，金屬回收率高，環保三廢排放小，能大幅降 低了其生產成本，提高綜合效益。本發明的技術方案是這樣來實現的，采用在鋰云母原料中加入稀硫酸溶液的酸浸 除氟、分離、排渣的工藝步驟。鋰云母粉粉碎至200目左右，和濃度為30% 70%硫酸溶液 按固液質量比1 2 8比例投入反應裝置進行酸浸除氟反應3 10小時，反應溫度60 2000C ；反應完畢，生成的氫氟酸抽真空分離，得固、液混合溶液，過濾除渣得母液1。所述中 和除氟是于母液1中加入堿土金屬氧化物(或氫氧化物)，控制溶液中PH為9 12。本發明所述的中和除氟是于固、液混合液中加入抽真空分離出的氫氟酸溶液相當 的水后，再加入堿土金屬氧化物(或氫氧化物)。中和除氟加入的堿土金屬氧化物(或氫氧 化物)最好是氧化鈣(或氫氧化鈣)，且優選加入氫氧化鈣乳液，酸浸除氟自原料填裝完畢 即啟動真空分離裝置分離去除氫氟酸。本發明從鋰云母原料中除氟的方法，采用酸浸和堿中和相結合的方式進行除氟，避免了因高溫1000°c對鋰云母原料進行煅燒而造成鋰云母原料中的一些稀有金屬如銣、銫 等的流失大幅提高了其回收利用率；經酸浸除氟工序后溶液因采用負壓抽真空的方式對反 應裝置中生成的氫氟酸進行分離，分離出的氫氟酸回收后可繼續利用，如加入LiOH溶液后 即可制備氟化鋰等。大幅降低能耗，減小對環境污染，三廢排放小，能大幅降低了其生產成 本，提高綜合效益。
具體實施例方式實施例1 本實施例選用的鋰云母礦采用產自宜春鉭鈮鋰礦，其各主要化學成份如下表
Li2ONa2OK2OAl2O3SiO^Fe2O3Rb^OCs2OF
4.6% 9.2%23.6% 53.6% 0.2% 1. 3% 0.2% 4. 1% 將上述鋰云母粉粉碎至200目左右，和濃度為30% -70%硫酸溶液按固液質量比 1 2 8比例投入反應裝置進行酸浸除氟反應3 10小時，反應溫度60 200°C ；并在 不斷攪拌下反應8h ；同時抽真空分離除去鋰云母與稀硫酸反應后生成的氫氟酸及水蒸汽； 剩余的固、液混合溶液，即留存于反應裝置中；而抽真空分離出去的氫氟酸和水蒸汽經冷凝 后變為液態氫氟酸水溶液，可回收利用；對保留于反應裝置中的固、液混合溶液經補加水 后，補充水量為抽真空時抽出去生成水蒸汽溶液的量相當，然后對固液混合溶液過濾分離， 濾液為母液1 ；經酸浸除氟工藝后，母液1中約含有1. 8襯％的氟，再進行中和除氟于母液1 中加入氫氧化鈣乳液，控制溶液中的PH為10 ；對母液1再進行分離，分離后的母液1經檢 測氟量< 0. 003wt%即完成除氟；經除氟后的溶液即繼續用于提取其它金屬元素如鋰、銫、 銣、鉀等產品。從而提高了鋰云母的綜合利用率，降低了生產成本。
權利要求
1.一種利用鉭鈮尾礦鋰云母制備碳酸鋰除氟的新方法，采用在鋰云母原料中加入稀硫 酸溶液的酸浸和中和除氟的方法。
2.依據權利要求1所述的利用鉭鈮尾礦鋰云母制備碳酸鋰除氟的新方法，其特征是將 鋰云母粉粉碎至200目左右，和濃度為30% 70%硫酸溶液按固液質量比1 2 8比例 投入反應裝置進行酸浸除氟反應3 10小時，反應溫度60 200°C ；反應完畢，生成的氫 氟酸抽真空分離，得固、液混合溶液，過濾除渣得母液1。
3.依據權利要求2所述的利用鉭鈮尾礦鋰云母制備碳酸鋰除氟的新方法，其特征是所 述的中和除氟是于固、液混合液中加入抽真空分離出的氫氟酸溶液相當的水后，再加入堿 土金屬氧化物(或氫氧化物)，控制溶液中PH為9 12。
4.依據權利要求2所述的利用鉭鈮尾礦鋰云母制備碳酸鋰除氟的新方法，其特征是所 述酸浸除氟自原料填裝完畢即啟動真空分離裝置分離去除氫氟酸。
5.依據權利要求3所述的利用鉭鈮尾礦鋰云母制備碳酸鋰除氟的新方法，其特征是所 述的中和除氟是加入氫氧化鈣乳液。
全文摘要
本發明提出一種利用鉭鈮尾礦鋰云母制備碳酸鋰除氟的新方法。采用在鋰云母原料中加入稀硫酸溶液的酸浸和中和除氟的方法。其特征是將鋰云母粉粉碎至200目左右，與濃度為30％～70％硫酸溶液按固液質量比1∶2～8比例投入反應裝置進行酸浸除氟反應3～10小時，反應溫度60～200℃；反應完畢，生成的氫氟酸抽真空分離，得固、液混合溶液，過濾除渣得母液1，中和除氟是于固、液混合液中加入抽真空分離出的氫氟酸溶液相當的水后，再加入氫氧化鈣，控制溶液中pH為9～12。
文檔編號C22B7/00GK102134644SQ20111002640
公開日2011年7月27日 申請日期2011年1月25日 優先權日2011年1月25日
發明者劉萬云, 周偉華, 朱篤, 湯洪波, 鄒懷波, 陸云華 申請人:宜春學院