本發明涉及選礦技術領域，且特別涉及一種鋰礦石的堿法處理工藝。
背景技術：
目前在自然界中發現的鋰礦物和含鋰礦已多達150多種，我國鋰資源儲量豐富，已探明的鋰資源總儲量居世界第二位。鋰礦主要用于提取其中的有用物質，其中作為制取鋰產品的礦物原料主要是鋰輝石(含5.8％～8.1％li2o)、鋰云母(含3.2％～6.45％li2o)、磷鋰鋁石(含7.1％～10.1％li2o)、透鋰長石(含2.9％～4.8％li2o)及鐵鋰云母(含1.1％～5％li2o)。值得指出的是，應用最廣泛的鋰產品是碳酸鋰，是生產二次鋰鹽和金屬鋰的基礎材料，因而是最關鍵的鋰產品。
目前多采用濕法冶煉工藝在鋰礦石中提取碳酸鋰，例如選用鋰輝石作為原料時，鋰輝石中含有約6.0％的氧化鋰，0.12％的氧化銣以及0.039％的氧化銫，常規的硫酸法提鋰工藝是：將鋰輝石于1050～1200℃進行焙燒，使α型的鋰輝石轉化為β型的鋰輝石，再將β型的鋰輝石細磨至200目，與濃硫酸(含量95％以上)進行混料，然后置于350℃左右的酸化窖中酸化焙燒，所得酸熟料經冷卻后用水提取浸出，用石灰乳中和，過濾后的濾渣堆棄，鋰輝石中98％以上的氧化鋰以可溶性的硫酸鋰鹽進入溶液中，蒸發濃度后，加碳酸鈉溶液沉淀出碳酸鋰，母液附產硫酸鈉。采用上述工藝處理鋰輝石最終得到的碳酸鋰與濾渣之間的產量比為1:8左右，98％以上的氧化鋰變成了可溶性鋰鹽，但是，只有不到10％的銣銫變成可溶性銣銫鹽，其余90％的銣銫則進入礦渣中。因此，這種濕法冶煉工藝導致寶貴銣銫資源的流失浪費，產生的大量廢渣還會嚴重污染環境。
如果選用鋰云母作為原料，鋰云母中含有約4.0％的氧化鋰，1.0％的氧化銣以及0.3％的氧化銫。從鋰云母中提取鋰銣銫的方法較多：專利cn103667727a提供了一種從提鋰廢渣中回收銣和銫的方法，該方法將提鋰廢渣細磨后直接用水提取，僅針對存在可溶性的銣銫鹽，對不可溶的銣銫鹽沒有進行轉化；專利cn102173445a提供了對銣銫的提取方法：將鋰云母在30～70％的硫酸中于60～200℃條件下反應3～8h，使li+、rb+、cs+等浸出，過濾得濾液，將溶液進行冷凍得到銣銫釩鹽沉淀從而與li+分離，該方法使用硫酸直接濕法浸出。上述方法均無法實現對鋰礦中資源的充分提取利用。
因此，需要一種能充分提取、利用鋰礦中有用資源的方法。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種鋰礦石的堿法處理工藝，能充分提取、利用鋰礦石中的有用資源，經濟效益好。
本發明解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。
本發明提出一種鋰礦石的堿法處理工藝，其包括以下步驟：
將鋰礦石與堿混合焙燒，水淬磨礦浸出，過濾得第一濾液和濾渣；
在第一濾液中加入鋰沉淀劑，過濾得第二濾液和富鋰料；
在第二濾液中加入硅沉淀劑，過濾得第三濾液和硅渣；
在第三濾液中加入銣銫沉淀劑，過濾得到鈉堿液和高氯酸鉀銣銫。
進一步地，在本發明較佳實施例中，上述硅沉淀劑為氧化鈣和硝酸鈣中的至少一種。
進一步地，在本發明較佳實施例中，上述銣銫沉淀劑為高氯酸鈉溶液和氯酸鈉溶液中的至少一種。
進一步地，在本發明較佳實施例中，上述鋰礦石為鋰云母礦和鋰輝石礦中的至少一種。
進一步地，在本發明較佳實施例中，上述鋰礦石與堿的質量比為1：0.1～2。
進一步地，在本發明較佳實施例中，上述堿為燒堿和鈉堿液中的至少一種。
進一步地，在本發明較佳實施例中，上述焙燒的方法為：于500～1500℃焙燒10～30min。
進一步地，在本發明較佳實施例中，上述堿為純堿，焙燒的溫度為900～2000℃。
進一步地，在本發明較佳實施例中，上述水淬磨礦浸出的方法為：將焙燒所得的粉料與水混合并加熱至70～100℃，在攪拌、加熱的條件下浸出。
進一步地，在本發明較佳實施例中，上述鋰沉淀劑為磷酸溶液和磷酸鈉溶液中的至少一種。
本發明實施例的鋰礦石的堿法處理工藝的有益效果是：本發明實施例的鋰礦石的堿法處理工藝是將鋰礦石與堿混合焙燒，水淬磨礦浸出，過濾得第一濾液和濾渣；在第一濾液中加入鋰沉淀劑，過濾得第二濾液和富鋰料；在第二濾液中加入硅沉淀劑，過濾得第三濾液和硅渣；在第三濾液中加入銣銫沉淀劑，過濾得到鈉堿液和高氯酸鉀銣銫。該堿法處理工藝能充分提取、利用鋰礦石中的有用資源，經濟效益好。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。
圖1為本發明實施例提供的一種鋰礦石的堿法處理工藝的流程框圖。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。實施例中未注明具體條件者，按照常規條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規產品。
下面對本發明實施例的鋰礦石的堿法處理工藝進行具體說明。
本發明實施例提供一種鋰礦石的堿法處理工藝，適用于鋰云母礦和鋰輝石礦等含鋰鋁硅酸鹽礦石，該工藝的流程圖如圖1所示，具體包括以下步驟：
第一步：將鋰礦石與堿混合焙燒，鋰礦石為鋰云母礦和鋰輝石礦等含鋰鋁硅酸鹽礦石中的至少一種，鋰礦石與堿的質量比為1：0.1～2，堿為燒堿、純堿和其他堿液中的一種，若堿為燒堿和其他堿液的至少一種，焙燒的方法為：于500～1500℃焙燒10～30min，若堿為純堿，焙燒的溫度為900～2000℃，反應物水磨浸出后得到燒堿溶液，產生了額外的效益。使用堿焙燒，可將鋰礦石中的部分硅以可溶硅酸鈉形式溶出，鋰礦石中所含的鋰以氫氧化鋰形式溶入堿液中，破壞了礦石的結構，增加了濾渣的活性，便于后續處理。
然后水淬磨礦浸出，水淬磨礦浸出的方法為：將焙燒所得的粉料與水混合并加熱至70～100℃，粉料與去離子水的質量比為1：1～3，在攪拌、加熱的條件下浸出，過濾得第一濾液和濾渣，濾渣為所得的產品ⅰ，第一濾液即為含鋰、硅的堿性溶液。
第二步：在第一濾液中加入鋰沉淀劑，鋰沉淀劑為磷酸溶液和磷酸鈉溶液中的至少一種，要求沉淀劑過量，使鋁、鈣離子同時沉淀，過濾得第二濾液和富鋰料，富鋰料為所得的產品ⅱ，富鋰料作為鋰的原料加工提純鋰鹽，富鋰料制備鋰溶液蒸發量少，第二濾液即為含硅的堿性溶液。
第三步：在第二濾液中加入硅沉淀劑，硅沉淀劑為氧化鈣或硝酸鈣等可溶性鈣鹽，鈣鹽帶入的陰離子對堿液再生后的堿循環使用影響不大，過濾得第三濾液和硅渣，硅渣為所得的產品ⅲ，可以作為產品銷售，第三濾液即為堿金屬溶液。
第四步：在第三濾液中加入銣銫沉淀劑，銣銫沉淀劑為高氯酸鈉溶液和氯酸鈉溶液中的至少一種，過濾得到鈉堿液和高氯酸鉀銣銫或氯酸鉀銣銫，高氯酸鉀銣銫為所得的產品ⅳ，所得的鈉堿液可以作為下次處理鋰礦石中的堿，在整個堿法處理工藝中循環利用，用于分解鋰礦石，也可以直接作為產品銷售。
按照本發明實施例的鋰礦石的堿法處理工藝，可以分別將鋰礦石中的有用成分鋰、硅、銣和銫提取出來，并分別得到產品ⅰ、產品ⅱ、產品ⅲ、產品ⅳ，該處理工藝實現對鋰礦石中有用資源的充分提取及綜合利用，得到的產品可以作為產品銷售，不僅可提高經濟效益，還能減少對環境的污染。
以下結合實施例對本發明的特征和性能作進一步的詳細描述。
實施例1
實施例1提供一種鋰礦石的堿法處理工藝，其具體包括以下步驟：
將100kg鋰云母礦與20kg燒堿混合均勻，于700℃熔融焙燒30min；然后水淬磨礦浸出，具體是將焙燒所得的粉料與去離子水按照質量比為1：2混合，并加熱至100℃，在攪拌、加熱的條件下浸出，過濾得第一濾液和濾渣，濾渣為所得的產品ⅰ。
在第一濾液中加入鋰沉淀劑，鋰沉淀劑為磷酸溶液，過濾得第二濾液和富鋰料，富鋰料為所得的產品ⅱ。
在第二濾液中加入硅沉淀劑，硅沉淀劑為氧化鈣，過濾得第三濾液和硅渣，硅渣為所得的產品ⅲ。
在第三濾液中加入銣銫沉淀劑，銣銫沉淀劑為高氯酸鈉溶液，過濾得到鈉堿液和高氯酸鉀銣銫，高氯酸鉀銣銫為所得的產品ⅳ。
實施例2
實施例2提供一種鋰礦石的堿法處理工藝，其具體包括以下步驟：
將80kg鋰輝石礦與20kg純堿混合均勻，于1500℃焙燒30min；然后水淬磨礦浸出，具體是將焙燒所得的粉料與去離子水按照質量比為1：2混合，并加熱至100℃，在攪拌、加熱的條件下浸出，過濾得第一濾液和濾渣，濾渣為所得的產品ⅰ。
在第一濾液中加入鋰沉淀劑，鋰沉淀劑為磷酸鈉溶液，過濾得第二濾液和富鋰料，富鋰料為所得的產品ⅱ。
在第二濾液中加入硅沉淀劑，硅沉淀劑為氧化鈣，過濾得第三濾液和硅渣，硅渣為所得的產品ⅲ。
在第三濾液中加入銣銫沉淀劑，銣銫沉淀劑為高氯酸鈉溶液，過濾得到鈉堿液和高氯酸鉀銣銫，高氯酸鉀銣銫為所得的產品ⅳ。
實施例3
實施例3提供一種鋰礦石的堿法處理工藝，其具體包括以下步驟：
將60kg鋰輝石礦與20kg實施例2中的鈉堿液混合均勻，于1400℃焙燒25min；然后水淬磨礦浸出，具體是將焙燒所得的粉料與去離子水按照質量比為1：2混合，并加熱至100℃，在攪拌、加熱的條件下浸出，過濾得第一濾液和濾渣，濾渣為所得的產品ⅰ。
在第一濾液中加入鋰沉淀劑，過濾得第二濾液和富鋰料，富鋰料為所得的產品ⅱ。
在第二濾液中加入硅沉淀劑，硅沉淀劑為氧化鈣，過濾得第三濾液和硅渣，硅渣為所得的產品ⅲ。
在第三濾液中加入銣銫沉淀劑，銣銫沉淀劑為高氯酸鈉溶液，過濾得到鈉堿液和高氯酸鉀銣銫，高氯酸鉀銣銫為所得的產品ⅳ。
實施例4
實施例4提供一種鋰礦石的堿法處理工藝，其具體包括以下步驟：
將55kg鋰云母礦與10kg實施例1中的鈉堿液混合均勻，于1600℃焙燒20min；然后水淬磨礦浸出，具體是將焙燒所得的粉料與去離子水按照質量比為1：1.5混合，并加熱至90℃，在攪拌、加熱的條件下浸出，過濾得第一濾液和濾渣，濾渣為所得的產品ⅰ。
在第一濾液中加入鋰沉淀劑，鋰沉淀劑為磷酸溶液，過濾得第二濾液和富鋰料，富鋰料為所得的產品ⅱ。
在第二濾液中加入硅沉淀劑，硅沉淀劑為硝酸鈣，過濾得第三濾液和硅渣，硅渣為所得的產品ⅲ。
在第三濾液中加入銣銫沉淀劑，銣銫沉淀劑為氯酸鈉溶液，過濾得到鈉堿液和氯酸鉀銣銫，氯酸鉀銣銫為所得的產品ⅳ。
實施例5
實施例5提供一種鋰礦石的堿法處理工藝，其具體包括以下步驟：
將90kg鋰輝石礦與20kg實施例4中的鈉堿液混合均勻，于1000℃焙燒15min；然后水淬磨礦浸出，具體是將焙燒所得的粉料與去離子水按照質量比為1：1混合，并加熱至100℃，在攪拌、加熱的條件下浸出，過濾得第一濾液和濾渣，濾渣為所得的產品ⅰ。
在第一濾液中加入鋰沉淀劑，鋰沉淀劑為磷酸鈉溶液，過濾得第二濾液和富鋰料，富鋰料為所得的產品ⅱ。
在第二濾液中加入硅沉淀劑，硅沉淀劑為硝酸鈣，過濾得第三濾液和硅渣，硅渣為所得的產品ⅲ。
在第三濾液中加入銣銫沉淀劑，銣銫沉淀劑為氯酸鈉溶液，過濾得到鈉堿液和氯酸鉀銣銫，氯酸鉀銣銫為所得的產品ⅳ。
實施例6
實施例6提供一種鋰礦石的堿法處理工藝，其具體包括以下步驟：
將75kg鋰云母礦與10kg實施例5中的鈉堿液混合均勻，于1200℃焙燒30min；然后水淬磨礦浸出，具體是將焙燒所得的粉料與去離子水按照質量比為1：2混合，并加熱至95℃，在攪拌、加熱的條件下浸出，過濾得第一濾液和濾渣，濾渣為所得的產品ⅰ。
在第一濾液中加入鋰沉淀劑，鋰沉淀劑為磷酸溶液和磷酸鈉溶液的混合液，過濾得第二濾液和富鋰料，富鋰料為所得的產品ⅱ。
在第二濾液中加入硅沉淀劑，硅沉淀劑為氧化鈣和硝酸鈣，過濾得第三濾液和硅渣，硅渣為所得的產品ⅲ。
在第三濾液中加入銣銫沉淀劑，銣銫沉淀劑為高氯酸鈉溶液和氯酸鈉溶液的混合液，過濾得到鈉堿液和高氯酸鉀銣銫、氯酸鉀銣銫，高氯酸鉀銣銫、氯酸鉀銣銫為所得的產品ⅳ。
通過試驗或數據驗證實施例1～6中的產品ⅰ、產品ⅱ、產品ⅲ、產品ⅳ為預期產品：即產品ⅰ中幾乎沒有有用成分(即證明鋰礦石中的有用成分被充分提出)；產品ⅱ中的鋰含量及其存在形式；產品ⅲ中的硅含量及其存在形式；產品ⅳ中的銣銫含量及其存在形式。
綜上所述，本發明實施例的鋰礦石的堿法處理工藝能充分提取、利用鋰礦石中的有用資源，經濟效益好。
以上所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。本發明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的范圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。