[发明专利]从锂云母原料中提取锂、铷、铯盐的方法

说明书

本发明公开一种从锂云母原料中提取锂、铷、铯盐的方法，以锂云母为原料，包括对锂云母矿进行原料预处理、焙烧、机械活化处理、浸出、分离提取工序；包括如下方法步骤：原料预处理，是将锂云母矿粉碎后和焙烧添加剂混合，所述焙烧添加剂包括腐植酸钠、氢氧化钠、硫酸钠、钙化合物的混合，所述钙化合物为氧化钙或醋酸钙；2）机械活化处理和焙烧；3）压煮酸浸；4）步是将经3）步得到的滤液，加入沉矾结晶剂，加热，至沉矾结晶剂完全溶解，得到钾铷铯矾溶液；5)除杂、中和6）浓缩、分离、萃取；本发明通过控制低温焙烧及等离子高温焙烧相结合脱氟及对焙砂的机械活化处理，使锂云母矿中的金属元素能够极大限度分离提取，并且使锂云母矿中氟去除干净，大幅度提高锂云母矿的锂、铷、铯的利用率和经济效益。

技术领域：本发明涉及一种从矿物质原料锂云母中提取各金属的方法，特别是一种从锂云母原料中提取锂、铷、铯盐的方法。

背景技术：

“锂是21世纪的能源元素”。锂云母矿是一种重要的矿产资源，其含有丰富的稀有金属材料，锂、钠、钾、铷、铯、铝等。开发锂云母矿资源具有十分重要的现实和深远意义。随着世界能源的日益紧张，开发利用新能源为世界的共同课题，锂电新能源作为新能源发展的重要产业之一，越来越被各国所重视；锂及其盐类碳酸锂，硫酸锂等盐是锂电新能源产业的基础性原料产品，而锂云母中含有锂电新能源产业的基础材料锂金属，因此对锂云母的开发应用成为当今的热门课题。开发应用锂及其盐的过程中，由于锂云母原料中含有丰富其它金属元素，而仅提取金属锂及其盐，对其余金属不作开发应用，这样极大浪费了宝贵的矿产资源，而且对环境也会造成一定污染，因此在提取锂云母原料中的锂及其盐的过程中，对铷、铯的提取亦是很有必要；如在提取碳酸锂时，同时提取其余金属钾、铷、铯盐可大幅降低碳酸锂的生产成本。

在锂云母矿中含有钾、铷、铯、铝等多种有价值的金属元素，如何综合利用这些资源，具有极大的经济价值和具大的社会效益，如锂云母中二氧化锂含量就达4.5%，极具提取碳酸锂资源优势条件。

江西宜春拥有全国最大的锂云母矿资源，氧化锂可开采储量占全国的31%。其中Li₂O含量一般在4~5%，同时含有Rb₂O、CsO等有用矿物，如何开发这一资源，对我国锂工业具有重要意义。

目前处理锂云母矿方法主要石灰石焙烧法、硫酸法、硫酸盐法、压煮法。石灰石焙烧法是将锂云母矿与石灰石按1:3混合碾磨，在875~911℃焙烧。焙烧料急冷水淬，磨细后进行浸出；锂分解率在81%左右。该方法原料来源广泛，价格低廉。然而存在物料流通量大，设备效率低，能耗高，金属回收率低等缺点。硫酸法是将锂云母矿在900℃左右，通水蒸气焙烧脱氟后再与98%的浓硫酸在300℃左右焙烧2小时，该方法锂的浸出率可大于90%。但硫酸法处理锂云母会使其中的铁锰、钙、镁和铝与硫酸反应生成相应的硫酸盐，尤其是铝，它在矿物中的含量高达20%以上，这就要消耗大量的硫酸；而且这些金属进入浸出液，使溶液的净化量增加，这是硫酸法不可逾越的一环境问题。硫酸盐法是将锂云母与硫酸钾等辅料混合焙烧浸出，该方法优于石灰石法，但硫酸钾价格昂贵，导致生产成本过高。压煮法一种处理锂云母矿的新兴方法。压煮法是先将锂云母焙烧脱氟，然后与碳酸钠和石灰等进行浸出，但是在脱氟焙烧时，脱氟不到位，且机械活化不够，压煮温度高，需要高压设备，这就大大限制了该方法的应用。因而，直到目前还仍未实现工业化生产。

还有如中国专利公开号为CN103320626A，《一种从锂云母矿中回收锂、铷、和/或铯的方法与系统》，其是将锂云母通过球磨、焙烧将锂云母中的锂、铷、铯由难溶性的铝硅酸转变成可溶性硫酸盐，再通过酸浸把锂铷铯从焙烧料中浸出，再用萃取剂将浸出液中的杂质去除，但是使用该方法焙烧其锂云母中的氟还是难以去除干净，严重影响后续的锂、铷、铯元素的提取，同时直接用萃取剂对浸出液进行萃取，对锂、铷、铯的提取率不高，且对锂云母原料的利用率不够高。造成资源的浪费。