一種鋰云母脫氟和有價金屬浸出的方法
【專利摘要】本發明公開了一種鋰云母脫氟和有價金屬浸出的方法，包括以下步驟：1）將鋰云母破碎、磨細，得礦粉；所述礦粉中，粒徑＜0.074mm礦粉質量占礦粉總質量的70%以上；2）在所述礦粉中加入濃硫酸，混合均勻，濃硫酸與礦粉的質量比為0.8~1:1；再加入水，水與礦粉質量比為0.08~0.1:1，混合均勻，得到混合礦；將所述混合礦進行保溫堆存20~30h，實現脫氟，得到熟化礦；3）在所述熟化礦中加水浸出，水與熟化礦質量比為1.0~2.5:1，在溫度為90~100℃條件下浸出2~4h，礦漿過濾，得到浸出渣和浸出液。本發明利用自熱堆存熟化脫氟，簡化工藝流程，大幅降低生產成本，減少設備投資；采用熟化脫氟?水浸工藝，提高了脫氟率和有價金屬浸出率，氟脫除率大于95%，鋰、鉀、銣、銫的浸出率大于90%。
【專利說明】
一種鋰云母脫氟和有價金屬浸出的方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種鋰云母脫氟和有價金屬浸出的方法。
【背景技術】
[0002] 鋰云母又稱"鱗云母"，是一種重要的鋰資源。鋰云母是鉀和鋰的基性鋁硅酸鹽，屬 云母類礦物中的一種，其結構式為MeF · MeOH · AI2O3 · 3Si〇2,其中：Me為Li、Na、K、Rb、Cs。· 云母是Al-Li和Fe-Li兩個類質同象系列中富Li一端的成員，其Al-Li系列為不完全類質同 象，而Fe-Li系列則為完全類質同象。凡是含Li的云母，均含一定數量的F，含Li越高，F的含 量也越高。因此，鋰云母的結構穩定，浸出條件較為苛刻。
[0003] 目前國內外開發和報道的鋰云母提鋰主要工藝有以下幾種:石灰石燒結法、硫酸 鹽焙燒法、氯化鈉壓煮法、硫酸鈉壓煮法、石灰壓煮法、硫酸焙燒法、硫酸法、氯化焙燒法。
[0004] 上述方法中仍存在下列問題：
[0005] 石灰石燒結法：焙燒物料量大，能耗高；鋰、銣、銫收率低，鋰的收率只有62 %~ 65 % ;渣量大，1噸單水氫氧化鋰干渣達40噸以上，渣難以利用；浸出液中氧化鋰的濃度低 (4g/l 左右）。
[0006] 硫酸鹽焙燒法:使用了價格昂貴的硫酸鉀，除雜流程長，燒窯的過程中有結圈現 象，焙燒能耗高。
[0007] 食鹽壓煮法:采用氯化物體系，浸出需要200°C的溫度，10公斤以上的壓力，設備腐 蝕大，設備投資大;渣中氯離子含量高，環保壓力大;高壓反應，存在安全隱患。
[0008] 石灰壓煮法:鋰云母需先脫氟焙燒，渣的過濾性能不好，加壓浸出能耗高，存在安 全隱患。
[0009] 硫酸鈉壓煮法:加壓浸出能耗高，分離流程長。
[0010] 硫酸法:硫酸用量大，浸出率較低，浸出液殘酸量大。
[0011]硫酸焙燒法:焙燒溫度較高，對設備腐蝕較大，且焙燒車間環境較差，有價金屬浸 出率低。
【發明內容】
[0012] 本發明的目的是在于提供一種能耗低、清潔環保、成本低廉、浸出率高的鋰云母脫 氟、有價金屬浸出的方法，本發明通過硫酸熟化加水浸實現鋰云母高效脫氟和有價金屬浸 出。
[0013] 本發明的技術方案是，提供一種鋰云母脫氟和有價金屬浸出的方法，包括以下步 驟：
[0014] 1)將鋰云母破碎、磨細，得礦粉所述礦粉中，粒徑<0.074mm礦粉質量占礦粉總質 量的70%以上；
[0015] 2)在所述礦粉中加入濃硫酸，混合均勻，濃硫酸與礦粉的質量比為0.8~1:1;再加 入水，水與礦粉質量比為0.08~0.1:1，混合均勻，得到混合礦;將所述混合礦進行保溫堆存 20~30h，實現脫氟，得到熟化礦；
[0016] 3)在所述熟化礦中加水浸出，水與熟化礦質量比為1.0~2.5:1，在溫度為90~100 °C條件下浸出2~4h，礦漿過濾，得到浸出渣和浸出液，實現有價金屬的浸出液。
[0017] 進一步地，所述浸出渣逆流洗滌2~4次，洗水返回用于熟化礦的浸出。
[0018] 進一步地，所述步驟2)中，加入水后，混合均勻的時間為3~6min。
[0019] 進一步地，所述步驟2)中，脫氟產生的廢棄用集氣罩收集后，經噴淋塔水吸收制備 氫氟酸。
[0020] 進一步地，所述鋰云母的主要組成為Li2O 1~5.9%、Rb20 0.5~1.5%、Cs20 0.05 ~0·5%、Κ20 5~8%、Fe 0.1 ~0.2%、Si〇2 50~60%、Ah〇3 20~30%、F 3~5%。
[0021]下面對本發明做進一步解釋和說明：
[0022]該發明包括以下步驟：
[0023] 1)將鋰云母破碎、磨細，得礦粉所述礦粉中，粒徑<0.074mm礦粉質量占礦粉總質 量的70%以上；
[0024] 2)在所述礦粉中加入濃硫酸，混合均勻，濃硫酸與礦粉的質量比為0.8~1:1;再加 入水，水與礦粉質量比為0.08~0.1:1，混合均勻，得到混合礦;將所述混合礦進行保溫堆存 20~30h，得到熟化礦，實現鋰云母脫氟，脫氟率大于95%，并使鋰、鈉、鉀、銣、銫、鋁等金屬 離子轉化為可溶性硫酸鹽。保溫堆存的原理是利用濃硫酸稀釋及發生化學反應放出熱量提 供熱源，不需額外提供熱源，就地堆存，實現脫氟和熟化。熟化過程發生的主要反應：
[0025] McF'* MeOH· Ai:0, ·:?Κ),+Η:80.,(濃McOH· ΑΙ:0, · H2SO,
[0026] Mel·'* MeOH · ΛΙ:(:>.; MSiO: · H:S(:V---丄---> Ai2O:; +-ISiO: -f Me2SOj- H:0+
[0027] Al2〇3+3H2S〇4-Al2(S〇4)3+3H2〇
[0028] 其中：Me為 Li、Na、K、Rb、Cs。
[0029] 3)在所述熟化礦中加水浸出，水與熟化礦質量比為1.0~2.5:1，在溫度為90~100 °C條件下浸出2~4h，礦漿過濾，得到浸出渣和浸出液，實現有價金屬的浸出液。鋰、鉀、銣、 銫浸出率大于90 %。加水浸出過程發生的主要反應：
[0030] Mc2SO,--->2Mc +SO：
[0031] Al2(SO4)i--->2ΑΓ +3SO】-
[0032] 其中：Me為 Li、Na、K、Rb、Cs。
[0033] 與現有技術相比，本發明與具有以下優點：
[0034] 1.避免了焙燒脫氟，加壓浸出；利用自熱堆存熟化脫氟，簡化工藝流程，大幅降低 生產成本，減少設備投資。
[0035] 2.采用熟化脫氟-水浸工藝，提高了脫氟率和有價金屬浸出率，氟脫除率大于 95%，鋰、鉀、銣、銫的浸出率大于90%。
【附圖說明】
[0036]圖1表示實施例1的鋰云母脫氟和有價金屬浸出的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0037] 下面結合實施例對本發明作進一步說明，以下實施例旨在說明本發明而不是對本 發明的進一步限定。本發明中所有的百分數均指質量百分數。
[0038] 實施例1
[0039] 鋰云母的主要組成為Li2O 3.95%、Rb20 1.11%、Cs2〇 0·288%、Κ20 7.02%、Fe 0.18%、Si〇2 52.73%、Ah〇3 25.26%、F 4.45%。
[0040] 將鋰云母磨至粒徑<0.074mm占比70%，取100kg粉礦，加入80kg質量濃度為93% 的濃硫酸，混合均勻，再加入0.08kg水，混合均勻，混合時間為3min，保溫堆存熟化脫氟，堆 存時間為30h。得到熟化礦176kg(干基），熟化礦含F 0.12 %，脫氟率為95.25 %。
[00411 熟化礦加入440kg水，在浸出槽中攪拌浸出Ih，浸出溫度為100°C，礦漿過濾，浸出 渣逆流洗滌4次，得到浸出渣67.61^(干基）。浸出渣含1^20 0.49%、樸20 0.15 %、 Cs200.041%、K20 1.0%，1^20、肋20、0820、1(20浸出率分別為91.61%、90.86%、90.38%、 90.37%0 [0042] 實施例2
[0043] 鋰云母的主要組成為Li2O 2.35%、Rb20 0.89% Xs2O 0.120%、K20 6.42%、Fe 0.12%、Si〇2 53.21%、Ah〇3 24.12%、F 3.60%。
[0044] 將鋰云母磨至粒徑<0.074mm占比75%，取100kg粉礦，加入90kg質量濃度為93% 的濃硫酸，混合均勻，再加入0.09kg水，混合均勻，混合時間為4min，保溫堆存熟化脫氟，堆 存時間為25h。得到熟化礦187kg(干基），熟化礦含F 0.09 %，脫氟率為95.33 %。
[0045] 熟化礦加入280kg水，在浸出槽中攪拌浸出2.5h，浸出溫度為95°C，礦漿過濾，浸出 渣逆流洗滌3次，得到浸出渣65.301^(干基）。浸出渣含1^20 0.32 %、1^20 0.1 1 %、 CS200.015%、K20 0.80%，Li2〇、Rb2〇、Cs2〇、K20浸出率分別為91 · 11%、91.93%、91.83%、 91.86%〇
[0046] 實施例3
[0047] 鋰云母的主要組成為Li2O 1.96%、Rb20 0.74% Xs2O 0.100%、K20 5.35%、Fe 0.16%、Si〇2 54.62%、Ah〇3 26.34%、F 3.40%。
[0048] 將鋰云母磨至粒徑<0.074mm占比80%，取100kg粉礦，加入100kg質量濃度為93% 的濃硫酸，混合均勻，再加入0.1 kg水，混合均勻，混合時間為6min，保溫堆存熟化脫氟，堆存 時間為20h。得到熟化礦196kg(干基），熟化礦含F 0.08 %，脫氟率為95.38 %。
[0049] 熟化礦加入196kg水，在浸出槽中攪拌浸出4h，浸出溫度為90 °C，礦漿過濾，浸出渣 逆流洗滌2次，得到浸出渣63.101^(干基）。浸出渣含1^20 0.12 %、樸20 0.05 %、 Cs2〇0.010%、K20 0.40%，1^2〇、肋2〇、〇82〇、1(2〇浸出率分別為96.14%、95.74%、93.69%、 95.28%〇
【主權項】
1. 一種鋰云母脫氟和有價金屬浸出的方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 將鋰云母破碎、磨細，得礦粉;所述礦粉中，粒徑<0.074mm礦粉質量占礦粉總質量的 70%以上； 2) 在所述礦粉中加入濃硫酸，混合均勻，濃硫酸與礦粉的質量比為0.8~1:1;再加入水， 水與礦粉質量比為〇 . 08~0.1:1，混合均勻，得到混合礦；將所述混合礦進行保溫堆存20~ 30h，實現脫氟，得到熟化礦； 3 )在所述熟化礦中加水浸出，水與熟化礦質量比為1.0~2.5:1，在溫度為90~100 °C條件 下浸出2~4h，礦漿過濾，得到浸出渣和浸出液，實現有價金屬的浸出液。2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述浸出渣逆流洗滌2~4次，洗水返回用于熟 化礦的浸出。3. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中，加入水后，混合均勻的時間為 3~6min〇4. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中，脫氟產生的廢棄用集氣罩收 集后，經噴淋塔水吸收制備氫氟酸。5. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述鋰云母的主要組成為Li20 1~5.9%、Rb20 0.5~1.5%、Cs2〇 0.05~0·5%、Κ20 5~8%、Fe 0.1~0.2%、Si〇2 50~60%、Ah〇3 20~30%、F 3~5%。
【文檔編號】C22B1/00GK106086471SQ201610423224
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月15日 公開號201610423224.2, CN 106086471 A, CN 106086471A, CN 201610423224, CN-A-106086471, CN106086471 A, CN106086471A, CN201610423224, CN201610423224.2
【發明人】張著, 秦紅, 李婕, 歐陽林莉, 楊文 , 胡亮, 譚令, 吳海國, 龔益
【申請人】湖南有色金屬研究院