專利名稱：一種利用鉭鈮尾礦鋰云母制備碳酸鋰除氟的新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)化工領(lǐng)域，涉及一種利用鉭鈮尾礦鋰云母制備碳酸鋰除氟的方法。
背景技術(shù)：
江西宜春的鉭鈮鋰礦是目前亞洲最大的鉭鈮鋰礦，其含有豐富的稀有金屬材料。 鋰云母是鉭鈮開采尾礦經(jīng)浮選所得副產(chǎn)品，鋰云母原料中不僅Li2O的含量高達(dá)到4.5%，而 且，如鉀、鈉、銣、銫等的含量也非常豐富，對(duì)其進(jìn)行綜合開發(fā)利用具有十分重要經(jīng)濟(jì)和戰(zhàn)略 價(jià)值。

隨著世界以石油為原料的能源的日益緊張，開發(fā)利用新型能源為全世界的共同課 題。鋰電能新能源作為當(dāng)今新能源發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)之一，越來(lái)越被人們重視，鋰及其鹽類作 為鋰電新能源產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)性材料，從鋰云母原料提取鋰、銣、銫等金屬及其鹽時(shí)，對(duì)鋰云母 原料中的氟是必須除去的，傳統(tǒng)的除氟工藝普遍用高溫焙燒的方法，溫度在1000°c左右進(jìn) 行除氟，因鋰云母中的氟在高溫焙燒下生成氟化氫而揮發(fā)。采用高溫?zé)Y(jié)方法進(jìn)行除氟，能 耗極高，且極易造成一些金屬元素的流失，如銣、銫等金屬原料的回收率低，因而大幅降低 了鋰云母礦的綜合開發(fā)利用率價(jià)值，也提高了其生產(chǎn)成本，可能造成喪失采用從鋰云母原 料中提取鋰及碳酸鋰的經(jīng)濟(jì)價(jià)值優(yōu)勢(shì)，造成資源浪費(fèi)，如中國(guó)專利《一種從鋰云母中提鋰的 方法》(申請(qǐng)?zhí)?01010001287. 1)和中國(guó)專利《硫酸鉀法處理鋰云母制取碳酸鋰工藝方法》 (申請(qǐng)?zhí)?5101989)均是高溫焙燒的方法除氟。

發(fā)明內(nèi)容
因?yàn)椴煌V石產(chǎn)地的鋰的化合物及其形成過程不同、礦石物相會(huì)產(chǎn)生很大的差 異，對(duì)其中鋰化合物的提取工藝差異也很大，本發(fā)明的目的就是要提供涉及一種適合亞洲 鋰都江西宜春鉭鈮鋰礦鋰云母制備碳酸鋰除氟的方法，采用加壓變溫法酸浸和中和除氟方 法，生產(chǎn)工藝條件溫和，設(shè)備利用率高，能耗低，金屬回收率高，環(huán)保三廢排放小，能大幅降 低了其生產(chǎn)成本，提高綜合效益。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的，采用在鋰云母原料中加入稀硫酸溶液的酸浸 除氟、分離、排渣的工藝步驟。鋰云母粉粉碎至200目左右，和濃度為30% 70%硫酸溶液 按固液質(zhì)量比1 2 8比例投入反應(yīng)裝置進(jìn)行酸浸除氟反應(yīng)3 10小時(shí)，反應(yīng)溫度60 2000C ；反應(yīng)完畢，生成的氫氟酸抽真空分離，得固、液混合溶液，過濾除渣得母液1。所述中 和除氟是于母液1中加入堿土金屬氧化物(或氫氧化物)，控制溶液中PH為9 12。本發(fā)明所述的中和除氟是于固、液混合液中加入抽真空分離出的氫氟酸溶液相當(dāng) 的水后，再加入堿土金屬氧化物(或氫氧化物)。中和除氟加入的堿土金屬氧化物(或氫氧 化物)最好是氧化鈣(或氫氧化鈣)，且優(yōu)選加入氫氧化鈣乳液，酸浸除氟自原料填裝完畢 即啟動(dòng)真空分離裝置分離去除氫氟酸。本發(fā)明從鋰云母原料中除氟的方法，采用酸浸和堿中和相結(jié)合的方式進(jìn)行除氟，避免了因高溫1000°c對(duì)鋰云母原料進(jìn)行煅燒而造成鋰云母原料中的一些稀有金屬如銣、銫 等的流失大幅提高了其回收利用率；經(jīng)酸浸除氟工序后溶液因采用負(fù)壓抽真空的方式對(duì)反 應(yīng)裝置中生成的氫氟酸進(jìn)行分離，分離出的氫氟酸回收后可繼續(xù)利用，如加入LiOH溶液后 即可制備氟化鋰等。大幅降低能耗，減小對(duì)環(huán)境污染，三廢排放小，能大幅降低了其生產(chǎn)成 本，提高綜合效益。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 本實(shí)施例選用的鋰云母礦采用產(chǎn)自宜春鉭鈮鋰礦，其各主要化學(xué)成份如下表
Li2ONa2OK2OAl2O3SiO^Fe2O3Rb^OCs2OF
4.6% 9.2%23.6% 53.6% 0.2% 1. 3% 0.2% 4. 1% 將上述鋰云母粉粉碎至200目左右，和濃度為30% -70%硫酸溶液按固液質(zhì)量比 1 2 8比例投入反應(yīng)裝置進(jìn)行酸浸除氟反應(yīng)3 10小時(shí)，反應(yīng)溫度60 200°C ；并在 不斷攪拌下反應(yīng)8h ；同時(shí)抽真空分離除去鋰云母與稀硫酸反應(yīng)后生成的氫氟酸及水蒸汽； 剩余的固、液混合溶液，即留存于反應(yīng)裝置中；而抽真空分離出去的氫氟酸和水蒸汽經(jīng)冷凝 后變?yōu)橐簯B(tài)氫氟酸水溶液，可回收利用；對(duì)保留于反應(yīng)裝置中的固、液混合溶液經(jīng)補(bǔ)加水 后，補(bǔ)充水量為抽真空時(shí)抽出去生成水蒸汽溶液的量相當(dāng)，然后對(duì)固液混合溶液過濾分離， 濾液為母液1 ；經(jīng)酸浸除氟工藝后，母液1中約含有1. 8襯％的氟，再進(jìn)行中和除氟于母液1 中加入氫氧化鈣乳液，控制溶液中的PH為10 ；對(duì)母液1再進(jìn)行分離，分離后的母液1經(jīng)檢 測(cè)氟量< 0. 003wt%即完成除氟；經(jīng)除氟后的溶液即繼續(xù)用于提取其它金屬元素如鋰、銫、 銣、鉀等產(chǎn)品。從而提高了鋰云母的綜合利用率，降低了生產(chǎn)成本。
權(quán)利要求
1.一種利用鉭鈮尾礦鋰云母制備碳酸鋰除氟的新方法，采用在鋰云母原料中加入稀硫 酸溶液的酸浸和中和除氟的方法。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鉭鈮尾礦鋰云母制備碳酸鋰除氟的新方法，其特征是將 鋰云母粉粉碎至200目左右，和濃度為30% 70%硫酸溶液按固液質(zhì)量比1 2 8比例 投入反應(yīng)裝置進(jìn)行酸浸除氟反應(yīng)3 10小時(shí)，反應(yīng)溫度60 200°C ；反應(yīng)完畢，生成的氫 氟酸抽真空分離，得固、液混合溶液，過濾除渣得母液1。
3.依據(jù)權(quán)利要求2所述的利用鉭鈮尾礦鋰云母制備碳酸鋰除氟的新方法，其特征是所 述的中和除氟是于固、液混合液中加入抽真空分離出的氫氟酸溶液相當(dāng)?shù)乃?，再加入堿 土金屬氧化物(或氫氧化物)，控制溶液中PH為9 12。
4.依據(jù)權(quán)利要求2所述的利用鉭鈮尾礦鋰云母制備碳酸鋰除氟的新方法，其特征是所 述酸浸除氟自原料填裝完畢即啟動(dòng)真空分離裝置分離去除氫氟酸。
5.依據(jù)權(quán)利要求3所述的利用鉭鈮尾礦鋰云母制備碳酸鋰除氟的新方法，其特征是所 述的中和除氟是加入氫氧化鈣乳液。
全文摘要
本發(fā)明提出一種利用鉭鈮尾礦鋰云母制備碳酸鋰除氟的新方法。采用在鋰云母原料中加入稀硫酸溶液的酸浸和中和除氟的方法。其特征是將鋰云母粉粉碎至200目左右，與濃度為30％～70％硫酸溶液按固液質(zhì)量比1∶2～8比例投入反應(yīng)裝置進(jìn)行酸浸除氟反應(yīng)3～10小時(shí)，反應(yīng)溫度60～200℃；反應(yīng)完畢，生成的氫氟酸抽真空分離，得固、液混合溶液，過濾除渣得母液1，中和除氟是于固、液混合液中加入抽真空分離出的氫氟酸溶液相當(dāng)?shù)乃螅偌尤霘溲趸}，控制溶液中pH為9～12。
文檔編號(hào)C22B7/00GK102134644SQ20111002640
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者劉萬(wàn)云, 周偉華, 朱篤, 湯洪波, 鄒懷波, 陸云華 申請(qǐng)人:宜春學(xué)院