[其他]用硫酸钾法处理锂云母制取碳酸锂的工艺方法

说明书

本发明涉及对锂云母进行二段浸出处理的工艺。本发明的要点是：利用锂云母中的钾提取锂并回收锂云母中的钾、钠、铝、硅、铷、铯诸元素，方法是将锂云母与硫酸钾混合焙烧，进行一段四级逆流浸出，浸出液进行净化沉淀得碳酸锂产品。浸出渣进行二段四级逆流浸出并回收其中各元素。用本法生产碳酸锂产能大，能耗低，无污染，可大大降低成本。可利用现有石灰法生产碳酸锂的设备，节约基建投资。

本发明属于对锂云母进行二段浸出处理的化学冶金工艺方法。

一般从矿石制取碳酸锂的生产方法，有石灰石法，硫酸法及硫酸钾法。国内现在大多使用石灰石法来处理锂云母，此法虽然能大规模用于工业生产，但有其不可避免的缺点，如要求精矿含锂较高，对炉料及烧结块要求粒度很小，烧结块浸出后溶液很稀。因而蒸发量大，而且浸出的泥浆有凝聚性，易结块而常使设备发生故障。其最大的缺点就是产能小，很不经济，根据现在国际市场价格每吨Li₂CO₃为7000元计算，石灰石法生产碳酸锂的成本已大大超过国际市场价格。因此，从产能和成本两方面来看，本发明已具有很多优点。

在用硫酸钾法处理锂云母方面，如《国外锂铷铯工业》中介绍的联邦德国在法兰克福的工厂，是将锂云母焙烧后，用水浸出硫酸锂，浸出渣弃去，浸出液净化除去铁、锰后，用苏打沉淀出碳酸锂，而捷克斯洛伐克的工厂也采用了类似的硫酸钾法处理氟铁锂云母，生产碳酸锂，其精矿与硫酸钾按10∶3.5的比例配料混合，在900℃下焙烧，烧块浸出，净化则用过锰酸钾将铁氧化成三价，再用甲醇将过量锰还原使之沉淀，过滤后净化液用碳酸钾饱和溶液沉淀出碳酸锂。

上述硫酸钾法都是一段浸出处理锂云母，其显著缺点一方面是消耗大量钾盐且钾盐回收困难，另一方面是：一般生产一吨碳酸锂要产生十几吨浸出渣，其渣弃去后不仅严重污染周围环境，而且渣中很多有用元素不能回收，因此得不到利用。据检索结果，近二十多年来，硫酸钾法一段浸出处理锂云母制取碳酸锂的工艺流程一直未能得到改进与重大发展。

本发明的目的就是为了节省能源和原料，避免环境污染及综合利用锂云母中有用元素，提出了采用硫酸钾法二段浸出处理锂云母制取碳酸锂，综合回收其中的有用元素。

本发明的要点是：利用锂云母中的钾，提出锂云母中的锂，在生产碳酸锂的同时，回收锂云母中的钾、钠、铝、硅、铷、铯诸元素化合物，浸出渣得到综合利用，详细工艺流程请看本说明书附图。

本发明的具体方法是：将锂云母磨细至-60目，与硫酸钾按配料比等于1比0.5混合，进行焙烧，焙烧温度为930℃，焙烧时间2小时。焙烧后烧块磨细至-60目，进行四级逆流浸出，浸出液的液固比为1.5比1，浸出时间为40～50分钟即可。锂的浸出率为85.3%～89.4%（按渣计）。浸出渣的X-光分析表明，浸出渣的成分为白云母和白榴石，浸出后浸出液中碳酸锂的浓度达30～32g/L。

浸出液的净化阶段分两段调节pH值，第一段调pH＝7，除去Fe、Al，然后将溶液过滤后，再调pH＝12，除去Mg、Mn、Ca等，即得净化液，将净化液加热至90℃以上，用饱和碳酸钠溶液按过量5%计算，加入到净化液中，碳酸锂即沉淀，其沉淀率为66.29～74.99%，沉淀物烘干后，其中含碳酸锂达99%。

本发明的特征就是将一段浸出后的渣进行再浸出，即二段浸出。二段浸出是用稀硫酸0.5～1.5M或调到酸度为0.5～1.5M的矾后液，对浸出渣进行四级逆流浸出，浸出温度为90℃～100℃，各元素皆可浸出，如Li、Na、K、Rb、Cs、Al、Fe等几乎全部进入溶液中，二段浸出渣为SiO₂，其纯度为96～97%。

二段浸出液中各元素的回收分四个步骤：

1.成矾：将二段浸出液蒸发浓缩，结晶出杂矾，过滤，滤液即矾后液。调整酸度后，返回用于二段浸出，其中之锂富集到一定程度后可回收，杂矾加水溶解，得矾水液，作为提取Al（OH）₃、Na₂SO₄、K₂SO₄、（Rb、Cs）₂SO₄的料液。