[发明专利]一种从锂云母和含钒页岩中提取碳酸锂和偏钒酸铵的方法

摘要

本发明公开了一种从锂云母和含钒页岩中提取碳酸锂和偏钒酸铵的方法，包括“混合制球‑球团静态、逆流焙烧‑球磨酸浸‑过滤洗涤等”九个步骤。本发明的目的是提供一种从锂云母和含钒页岩中提取碳酸锂和偏钒酸铵的方法，该工艺方法环境友好、能耗低、生产成本低、排污量少，高效地实现资源综合利用，满足工业化生产。

主权项

1.一种从锂云母和含钒页岩中提取碳酸锂和偏钒酸铵的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：混合制球：将锂云母浮选精矿和含钒页岩矿粉用打砂机粉碎至60目以上，按干剂重量1﹕1在混料机中混合均匀，再往混合矿中加入10%～40%的硫酸钙、硫酸铵、硫酸钠、硫酸钡的一种或几种混合添加剂，在搅拌机中搅拌15min，控制水份10%～13%，然后在压球机中压制成￠30mm～￠50mm的球，晾8h后待用；步骤2：球团静态、逆流焙烧：将步骤1制得的球团放入固定式立窑中静态、逆流焙烧2h，焙烧温度控制在820℃～920℃，然后在窑内中温350℃～500℃保温3h～6h，让物料中的低价钒充分氧化转变为可溶的五价钒；当球团冷却至常温以后，放出球团，进入下一个工序；步骤3：球磨、酸浸：将步骤2焙烧好的球团按固液比＝1︰1.5～5加入水或洗渣水，在球磨机中磨成‑150目占85%的矿浆，放到30m3～80m3的化合桶内，按混合焙烧矿重量的0.1～0.2倍加入浓硫酸，不加热的情况下反应60min～90min，再加入40%液体氢氧化钠，将PH值调到1.5～2.5，反应完成；步骤4：过滤洗涤：将步骤3反应的浆料泵入自动厢式压滤机过滤，滤液进入下一个工序，滤渣再放入滤渣搅洗桶中搅洗，再过滤，搅洗过滤1～3次后，检测渣中可溶锂，可溶钒达到要求后，渣洗涤合格，洗涤液分别放入贮液桶中，返回步骤3供磨矿用，渣放入渣库中，集中处理；步骤5：浸出液离子交换，钒、锂分离：将步骤4得到的浸出液泵入装有丙烯酸系阴离子交换树脂的4根串联的交换柱中进行吸附钒的操作，含锂交后液Ⅰ进入储槽，准备下一步工序提锂；当检测到交换柱中的树脂吸附钒饱和后，用8%～20%的氢氧化钠溶液，对含钒树脂进行解析，含钒解析液Ⅱ进入储槽，供下道工序提钒用；经过以上操作，实现了锂与钒的分离；解析钒完成后的离子交换树脂用2%～3%的盐酸再生，洗涤后又继续进行吸钒操作；洗涤废水，进入废水处理车间集中处理；步骤6：含钒解析液Ⅱ沉淀偏钒酸铵：将步骤5生产出的含钒解析液Ⅱ泵入除杂桶中，加盐酸将溶液PH值调整到7～8.5,检测溶液中磷的含量，按生成磷酸镁的量计算加入1.25倍除杂剂氯化镁，加热至80℃，反应60min，过滤的含钒液泵入沉淀桶内加温至85℃，按加铵系数2～5倍加入沉淀剂氯化铵，保温反应3h～5h，沉淀的偏钒酸铵产品放入离心机中脱水，当水份≤15%，偏钒酸铵含量≥98%时产品合格，包装后放入产品仓库；沉钒尾液打入到废水处理车间集中处理；步骤7：含锂交后液Ⅰ除杂、浓缩：将步骤5产生的含锂交后液Ⅰ泵入除杂桶内，在不加热的情况下，加入石灰乳将PH值调至7～9，过滤，将渣放入渣库集中处理，滤液再泵入除杂桶加热到60℃～90℃，按每立方液加入5kg～30kg 32%的双氧水氧化60min～90min，再用片碱粉末将PH值调至11～12；检测铁、钙、镁合格后再过滤，滤渣入渣库集中处理，滤液入四效蒸发器中蒸发至溶液含Li2O 35g/l～45g/l后，再将含锂浓缩液放入冷却沉淀池中冷却、沉淀24h；步骤8：沉淀碳酸锂产品：将步骤7浓缩后在沉淀池中静置24h的含锂溶液，从沉淀池上部抽取上清液加入到沉锂釜中，再往釜中按沉淀碳酸锂理论计算需要纯碱量的1.1～1.6倍加入食品级纯碱粉末，然后再按每立方液加入0.5kg～2kg的比例在釜中加入络合剂EDTA二钠，升温至70℃～95℃，搅拌60min～150min，取样检测合格后，脱水、洗涤、干燥、气流粉碎、磁选脱铁后得到碳酸锂产品；步骤9：尾水和废渣的处理：生产偏钒酸铵和碳酸锂的尾水全部打入废水处理车间集中处理，将尾水泵入MVR蒸发器浓缩到一定程度后，冷冻结晶析出铷铯钒，作为提铷、铯的原料销售；铷铯钒过滤后的溶液加入计量的氯化铝沉淀出硫酸铝铵和硫酸铝钾的混合钒，作水处理剂使用，析钒后的母液在MVR蒸发器中蒸发析晶出固体氯化钠产品；蒸发器的冷凝水，返回步骤4做洗涤用水。