[发明专利]一种从锂云母精矿提取碱金属化合物的方法

说明书

本发明涉及一种锂云母精矿作原料综合提取碱金属化合物的方法。

锂云母矿中一般含有锂、钠、钾、铷、铯等碱金属氧化物。在锂云母的提取冶金中，1956年R.B.Norden（Chcm.Eng.1956.3p288～291）公开了锂云母-石灰石烧结法生产单水氢氧化锂。它是将石灰石与锂云母按重量比为3～4的配比混合，湿磨至粒度为0.074毫米后送入回转窑中，在温度为875～911℃下进行焙烧。焙烧料急冷水淬、磨细（粒度0.074毫米）后进行二段溶出。溶出液加石灰乳除铝，浓缩结晶制得单水氢氧化锂产品。1979年，C.A.Olivier等（CIM Bulletin，1979，Vol.72，NO.807，P.131～136）公开了碳酸钠压煮法连续制取碳酸锂的试验结果。该法是将磨细（粒度0.074毫米）后的β-锂辉石，按钠/锂（原子）比为1.15配入返回母液及碳酸钠，调成含固体30%的料浆连续泵入带机械搅拌的高压釜，用电热保持釜温为200～220℃，反应完成后，经三级减压装置及冷却系统出料、降温，溶出浆液冷却至20℃时通入CO₂使碳酸锂转变为溶解度较大的碳酸氢锂，压滤分离残渣后的溶液，以甘醇作加热介质，使碳酸氢锂热分解制得产品碳酸锂。前一种石灰石烧结法，原料来源广泛，价格低廉，然而存在物料流量大，设备效率低，能耗高，金属回收率低等缺点，后一种碳酸钠压煮法，只需碳酸钠为溶剂，少量苛性钠用于母液再生，产品碳酸锂纯度高，溶出渣可以综合利用，无腐蚀，但是溶出温度高，需要高压设备及CO₂再生系统，因而生产成本高。

本发明针对上述方法存在的问题，提出一种低温低压混合碱压煮法制取碳酸锂，既能使主要金属回收率高，又能使其它有价金属得到综合回收的提取冶金方法。

本发明的技术方案为：锂云母精矿焙烧，配料磨细调浆，压煮溶出，溶出液除铝净化，蒸发浓缩，碳酸比提锂，蒸发浓缩提钠，回收副产品钾化合及铷、铯化合物。

本发明的进一步实施方案，是将锂云母精矿（＜0.18毫米）置于回转窑中，在870～930℃下通入水蒸气焙烧10～40分钟，使精矿中大部分氟被脱除，同时矿物结构发生了变化，得到灰黑色疏松多孔易磨的焙烧料，然后按一定的重量比添加混合碱（如石灰、碳酸钠或氢氧化钠）进行研磨混合，加水调浆配料，例如按照焙烧料、石灰、碳酸钠（或氢氧化钠）的重量比为10∶（3～10）∶（1～6），液固比为4～6，将上述经研磨混合料浆置于压煮器中溶出，当压煮温度为120～150℃，压力为（2～5）×10⁵帕，溶出时间为2～4小时的条件下，碱金属溶出率为（%）：锂92～96，钾40～90，铷85，铯40;在溶出过程中，Al₂O₃、SiO₂、F也有少量伴随碱金属一道被溶出，因此溶出浆液经过滤排渣后的滤液需添加石灰，使溶液中 的Al₂O₃、SiO₂、F等杂质分别生成溶解度很小的铝酸三钙（3CaO·Al₂O₃·10H₂O）、水化石榴石（3CaO·Al₂O₃·xSiO₂·YH₂O）和氟化钙（CaF₂）沉淀析出，以此净化溶液。当石灰添加过量系数为2～4时，在室温下搅拌2～4小时，除铝效率达99%，除硅效率达90%，氟基本除尽，而碱金属在除铝净化过程中的损失小于千分之五。