本發(fā)明涉及一種從鋰云母中提取堿金屬的方法，特別涉及一種可以綜合提取鋰云母中堿金屬的方法。
背景技術：
鋰云母是最主要的鋰礦之一，含有豐富的鋰，同時還伴生鉀、鈉、銣、銫等堿金屬。
我國的鋰云母礦儲量非常豐富，是提取碳酸鋰的重要礦產資源。同時，鋰云母中含有硅、鋁以及鉀、銣、銫等堿金屬資源，在提取碳酸鋰的過程中可以綜合回收利用這些資源，充分發(fā)掘鋰云母的利用價值，從而大幅降低碳酸鋰的生產成本。所以，用鋰云母作原料來提取碳酸鋰具有廣闊的發(fā)展前景和明顯的經濟效益。
為了充分開發(fā)利用鋰云母礦，需要將各種堿金屬分離提純。目前鋰云母礦主要是通過石灰石法、硫酸鹽法、硫酸法、壓煮法、氯化物焙燒法等工藝獲得云母的提取液。
目前鋰云母的煅燒生產普遍使用窯爐生產方式，如立窯和回轉窯等，煅燒溫度為800~950℃，對于目前現(xiàn)有的煅燒裝置和設備而言，需要至少維持60分鐘。在這種情況下，一是維持高溫加熱時間過長，能源消耗過大；二是鋰云母長時間在高溫下溶解與煅燒會導致稀有金屬材料燒失率升高，降低了稀有金屬的回收利用率，還會造成環(huán)境污染。
工業(yè)上從鋰云母中提取碳酸鋰的方法中主要有氯化焙燒法、硫酸法和石灰石焙燒法等。傳統(tǒng)方法中氯化焙燒一般在回轉窯內進行，焙燒溫度對氯化焙燒影響很大。焙燒溫度過低，鋰云母不能充分氯化，回收率低；溫度過高，熟料熔化粘結，并在回轉窯內結圈，使操作困難。硫酸法則存在浸出溶液雜質含量高，凈化負荷量重；蒸發(fā)效率低、完成液和母液多次蒸發(fā)，操作繁雜；堿金屬鹽回收率不高，大部分停留在殘渣中等缺點。而石灰石焙燒法存在蒸發(fā)能耗大、蒸發(fā)效率低、回收率較低等問題，并且浸取以后得到的礦泥有凝聚性，給設備的維護帶來了困難。
現(xiàn)有的方法，普遍能耗高，污染大，物料流通量大，難以適應日益提高的環(huán)保要求。
技術實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有方法存在能耗高、廢渣多、物料流通量大等問題，本發(fā)明的一個目的在于提供一種從鋰云母中提取堿金屬的方法。
本發(fā)明所采取的技術方案是：
一種從鋰云母中提取堿金屬的方法，包括如下步驟：
1)將鋰云母粉碎，加入過量鹽酸浸提，得到鹽酸浸提液；
2)將鹽酸浸提液固液分離，去除其中的不溶物，得到提取液；
3)將提取液于300～400℃的噴霧干燥塔內進行噴霧干燥，得到干燥物料；
4)將干燥物料水洗，固液分離得到氯鹽溶液；
5)對氯鹽溶液進行分級純化，得到不同的堿金屬鹽。
作為上述方法的進一步改進，噴霧干燥時產生的尾氣通入濃縮塔，其余熱及鹽酸回收利用。
作為上述方法的進一步改進，分級純化時，先在氯鹽溶液中添加水溶性氫氧化物將溶液中的至少部分雜質離子沉淀，之后固液分離，得到氯鹽溶液2。
作為上述方法的進一步改進，調節(jié)氯鹽溶液的pH為8～13將溶液中的至少部分雜質離子沉淀。
作為上述方法的進一步改進，在氯鹽溶液2加入水溶性碳酸鹽，將鋰沉淀，固液分離得到碳酸鋰和氯鹽溶液3。
作為上述方法的進一步改進，將氯鹽溶液3濃縮至氯化鉀恰好飽和，趁熱過濾收集氯化鈉晶體，得到氯鹽溶液4。
作為上述方法的進一步改進，將氯鹽溶液4充分冷卻，固液分離得到氯化鉀晶體，得到氯鹽溶液5。
作為上述方法的進一步改進，調節(jié)氯鹽溶液5的pH為10～13，以改性t-BAMBP為萃取劑，磺化煤油為溶劑萃取銣銫，然后用鹽酸反萃得到氯化銣銫產品。
作為上述方法的進一步改進，鋰云母粉碎至250～300目之間。
作為上述方法的進一步改進，噴霧干燥塔內的溫度為350～400℃。
本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明方法，可以高效去除其中的雜質，利于后續(xù)的分離純化。過量的鹽酸及噴霧干燥生成的鹽酸可以方便地回收利用，有利于降低環(huán)境污染。與傳統(tǒng)的硫酸浸提法相比，本發(fā)明方法在分離提純過程中，能大大減少溶解、蒸發(fā)的水量，提高結晶效率，減少整個工藝流程的物料流通量和能量消耗，從而提高產能和降低成本。本發(fā)明采用噴霧干燥焙燒技術，有效的提高了干燥效率和氯化鋁的轉化效率，同時有效利用了這一過程中產生的鹽酸，進一步降低了鹽酸的用量。同時，本發(fā)明方法可以有效降低因去除雜質造成的堿金屬損失，可以更高效地回收其中的堿金屬。
本發(fā)明方法，對鋰云母的品位要求低，不僅適用于高品位鋰云母的處理，也可以應用于低品位鋰云母的處理，克服了現(xiàn)有技術的不足。
附圖說明
圖1是本發(fā)明方法的一種工藝流程圖。
具體實施方式
將鋰云母粉碎有助于提高物料與鹽酸的接觸面積，但是顆粒過細并不利于后續(xù)的固液分離處理，發(fā)明人通過大量實驗，發(fā)現(xiàn)將鋰云母粉碎至250～300目可以獲得更佳的效果。
升溫有利于反應的進行，縮短鹽酸浸提的時間。發(fā)明人經過大量實驗發(fā)現(xiàn)，浸提溫度為50～100℃，浸提時間為1～4小時時，可以高效地將鋰云母中的堿金屬元素浸提出來。
浸提時所使用的鹽酸可以是工業(yè)鹽酸，其濃度為20%～36%（質量百分數(shù)濃度），為獲得更好的浸提效果，鹽酸一般過量加入，鹽酸的用量為鋰云母質量的1～4倍。
AlCl3在噴霧干燥過程中的水解是可逆反應，發(fā)明人巧妙的將反應產生的鹽酸通過負壓抽出并回收利用，使反應向利于氫氧化鋁生成的方向進行，產生的氫氧化鋁受熱分解得到氧化鋁。噴霧塔的利用大大減少了物料的投入，生成的氧化鋁也可以進行資源化處理，有效減少了廢棄物的產生，物料循環(huán)利用好，物料流通量小，設備產能大，生產效率高，節(jié)能環(huán)保。當噴霧干燥的溫度控制在350～400℃之間時，更有利于氯化鋁轉化成氧化鋁。
下面結合實施例，進一步說明本發(fā)明的技術方案。
以下實施例中，如無特別說明，鹽酸濃度均本領域中常用的質量百分數(shù)濃度。
本發(fā)明方法的一種較為具體的工藝流程如圖1所示。
實施例1
1)鹽酸浸取鋰云母
500L的搪瓷反應釜中，加入250～300目100 kg鋰云母和250 kg工業(yè)鹽酸（31%～33%），100℃攪拌2小時，冷卻并壓濾獲得鋰云母的濃鹽酸浸提液。
2)浸提液除Al
在噴霧塔中保持塔內溫度穩(wěn)定在380℃，AlCl3轉化為Al2O3。收集固體產物，HCl尾氣吸收重返鹽酸浸出反應釜。固體產物用200 kg水溶解，壓濾除去不溶于水的Al2O3固體，得到氯鹽溶液。
3)Al、Mg、Fe沉淀分離
氯鹽溶液1放入沉降槽中，加入NaOH，調節(jié)pH=8～9，溶液中出現(xiàn)褐色沉淀，靜置，壓濾除去Al、Mg、Fe雜質，得到的濾液繼續(xù)加入NaOH，調節(jié)pH=9～13，待氫氧化鎂、氫氧化鐵充分沉降，壓濾除去Mg、Fe沉淀，得到氯鹽溶液2。
4)碳酸鈉沉淀鋰，得到產品1-碳酸鋰
氯鹽溶液2放入沉降槽中，加熱到90℃，慢慢加入14 kg 固體Na2CO3，加完后繼續(xù)攪拌1小時，待碳酸鋰充分沉淀，過濾得到氯鹽溶液3和碳酸鋰固體，固體產品用離心機甩干，并用少量水洗滌，鋰的收率約80～95%；洗滌液返回到氯鹽溶液3。
5)熱濃縮分離氯化鈉
氯鹽溶液3在100 ℃恒溫濃縮至至氯化鉀接近飽和，此時已有大量的氯化鈉晶體析出，快速過濾得到氯化鈉晶體（產品2）和氯鹽溶液4。氯化鈉以十八胺鹽酸鹽（ODA）做為氯化鉀正浮選捕收劑，乙二醇酯做起泡劑，浮選法分離除去少量的KCl雜質提純，得到更高純度的NaCl。浮選出的KCl通過熱濃縮-冷結晶方法進一步提純。
6)冷結晶析出氯化鉀
氯鹽溶液4充分冷卻到-10℃，有大量晶體析出，快速過濾，得到氯化鉀晶體（產品3）和氯鹽溶液5。
7)萃取銣銫，得產品4
氯鹽溶液5用氫氧化鈉調節(jié)pH=12，以改性的t-BAMBP為萃取劑，磺化煤油為溶劑萃取銣銫，然后用鹽酸反萃得到氯化銣銫產品，反萃后的t-BAMBP可以重復利用。銣銫的回收率約30-50%。萃取后的所有水相用鹽酸或者氫氧化鈉調節(jié)到中性，并回收重新提純。
實施例2
1)將鋰云母進行球磨，全部過250目篩，然后用閃蒸機進行烘干；
2)將得到的鋰云母用鹽酸進行溶解浸出，鹽酸濃度為23%，鹽酸的用量為鋰云母質量的2倍，反應溫度為65℃，反應時間為4小時；
3)將反應得到的料漿過濾后將二氧化硅分離，得酸浸出液；
4)將酸浸出液送入噴霧塔中在350℃進行噴霧干燥焙燒，噴霧塔中的鹽酸蒸汽用濃縮塔吸收后，用柱塞泵送入到反應釜中進行循環(huán)利用，重新參與反應，而濃縮塔尾氣則通過吸收塔吸收殘余的鹽酸，再用堿吸收后進行排放；收集到的粉料通過閃蒸機烘干后用水浸出，壓濾將氧化鋁分離，得到水浸出液；
5)將水浸出液用氫氧化鈉調節(jié)pH除雜質，加入碳酸鈉沉淀，得到碳酸鋰和氯鹽溶液；
6)氯鹽溶液通過熱濃縮過濾和冷結晶析出的方法，分別獲得氯化鈉和氯化鉀產品，以及過濾后的母液；
7)母液用氫氧化鈉調節(jié)成堿性后，用改性的t-BAMBP萃取得到銣銫鹽產品，剩余的母液回收并重新提純利用。
實施例3
1)將鋰云母進行球磨，全部過270目篩，然后用閃蒸機進行烘干；
2)將鋰云母用鹽酸進行溶解浸出，鹽酸濃度為26%，鹽酸的用量為鋰云母質量的2.5倍，反應溫度為75℃，反應時間為3.5小時；
3)將反應得到的料漿過濾后將二氧化硅分離，得酸浸出液；
4)將酸浸出液送入噴霧塔中在360℃進行噴霧干燥焙燒，噴霧塔中的鹽酸蒸汽用濃縮塔吸收后，用柱塞泵送入到反應釜中進行循環(huán)利用，重新參與反應，而濃縮塔尾氣則通過吸收塔吸收殘余的鹽酸，再用堿吸收后進行排放；收集到的粉料通過閃蒸機烘干后用水浸出，壓濾將氧化鋁分離，得到水浸出液；
5)將水浸出液用氫氧化鈉調節(jié)pH除雜質，加入碳酸鈉沉淀，得到碳酸鋰和氯鹽溶液；
6)氯鹽溶液通過熱濃縮過濾和冷結晶析出的方法，分別獲得氯化鈉和氯化鉀產品，以及過濾后的母液；
7)母液用氫氧化鈉調節(jié)成堿性后，用改性的t-BAMBP萃取得到銣銫鹽產品，剩余的母液回收并重新提純利用。
實施例4
1)將鋰云母進行球磨，全部過280目篩，然后用閃蒸機進行烘干；
2)將鋰云母用鹽酸進行溶解浸出，鹽酸濃度為29%，鹽酸的用量為鋰云母質量的2.7倍，反應溫度為85℃，反應時間為3小時；
3)將反應得到的料漿過濾后將二氧化硅分離，得酸浸出液；
4)將酸浸出液送入噴霧塔中在370℃進行噴霧干燥焙燒，噴霧塔中的鹽酸蒸汽用濃縮塔吸收后，用柱塞泵送入到反應釜中進行循環(huán)利用，重新參與反應，而濃縮塔尾氣則通過吸收塔吸收殘余的鹽酸，再用堿吸收后進行排放；收集到的粉料通過閃蒸機烘干后用水浸出，壓濾將氧化鋁分離，得到水浸出液；
5)將水浸出液用氫氧化鈉調節(jié)pH除雜質，加入碳酸鈉沉淀，得到碳酸鋰和氯鹽溶液；
6)氯鹽溶液通過熱濃縮過濾和冷結晶析出的方法，分別獲得氯化鈉和氯化鉀產品，以及過濾后的母液；
7)母液用氫氧化鈉調節(jié)成堿性后，用改性的t-BAMBP萃取得到銣銫鹽產品，剩余的母液回收并重新提純利用。
實施例5
1)將鋰云母進行球磨，全部過300目篩，然后用閃蒸機進行烘干；
2)將鋰云母用鹽酸進行溶解浸出，鹽酸濃度為33%，鹽酸的用量為鋰云母質量的3.5倍，反應溫度為98℃，反應時間為2小時；
3)將反應得到的料漿過濾后將二氧化硅分離，得酸浸出液；
4)將酸浸出液送入噴霧塔中在380℃進行噴霧干燥焙燒，噴霧塔中的鹽酸蒸汽用濃縮塔吸收后，用柱塞泵送入到反應釜中進行循環(huán)利用，重新參與反應，而濃縮塔尾氣則通過吸收塔吸收殘余的鹽酸，再用堿吸收后進行排放；收集到的粉料通過閃蒸機烘干后用水浸出，壓濾將氧化鋁分離，得到水浸出液；
5)將水浸出液用氫氧化鈉調節(jié)pH除雜質，加入碳酸鈉沉淀，得到碳酸鋰和氯鹽溶液；
6)氯鹽溶液通過熱濃縮過濾和冷結晶析出的方法，分別獲得氯化鈉和氯化鉀產品，以及過濾后的母液；
7)母液用氫氧化鈉調節(jié)成堿性后，用改性的t-BAMBP萃取得到銣銫鹽產品，剩余的母液回收并重新提純利用。