CN102134644A - 一种利用钽铌尾矿锂云母制备碳酸锂除氟的新方法 - Google Patents

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朱笃
汤洪波
刘万云
邹怀波
周伟华
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Abstract

本发明提出一种利用钽铌尾矿锂云母制备碳酸锂除氟的新方法。采用在锂云母原料中加入稀硫酸溶液的酸浸和中和除氟的方法。其特征是将锂云母粉粉碎至200目左右，与浓度为30％～70％硫酸溶液按固液质量比1∶2～8比例投入反应装置进行酸浸除氟反应3～10小时，反应温度60～200℃；反应完毕，生成的氢氟酸抽真空分离，得固、液混合溶液，过滤除渣得母液1，中和除氟是于固、液混合液中加入抽真空分离出的氢氟酸溶液相当的水后，再加入氢氧化钙，控制溶液中pH为9～12。

Description

一种利用钽铌尾矿锂云母制备碳酸锂除氟的新方法
技术领域
本发明属于化学化工领域，涉及一种利用钽铌尾矿锂云母制备碳酸锂除氟的方法。
背景技术
江西宜春的钽铌锂矿是目前亚洲最大的钽铌锂矿，其含有丰富的稀有金属材料。锂云母是钽铌开采尾矿经浮选所得副产品，锂云母原料中不仅Li2O的含量高达到4.5％，而且，如钾、钠、铷、铯等的含量也非常丰富，对其进行综合开发利用具有十分重要经济和战略价值。
随着世界以石油为原料的能源的日益紧张，开发利用新型能源为全世界的共同课题。锂电能新能源作为当今新能源发展的重要产业之一，越来越被人们重视，锂及其盐类作为锂电新能源产业的基础性材料，从锂云母原料提取锂、铷、铯等金属及其盐时，对锂云母原料中的氟是必须除去的，传统的除氟工艺普遍用高温焙烧的方法，温度在1000℃左右进行除氟，因锂云母中的氟在高温焙烧下生成氟化氢而挥发。采用高温烧结方法进行除氟，能耗极高，且极易造成一些金属元素的流失，如铷、铯等金属原料的回收率低，因而大幅降低了锂云母矿的综合开发利用率价值，也提高了其生产成本，可能造成丧失采用从锂云母原料中提取锂及碳酸锂的经济价值优势，造成资源浪费，如中国专利《一种从锂云母中提锂的方法》(申请号201010001287.1)和中国专利《硫酸钾法处理锂云母制取碳酸锂工艺方法》(申请号85101989)均是高温焙烧的方法除氟。
发明内容
因为不同矿石产地的锂的化合物及其形成过程不同、矿石物相会产生很大的差异，对其中锂化合物的提取工艺差异也很大，本发明的目的就是要提供涉及一种适合亚洲锂都江西宜春钽铌锂矿锂云母制备碳酸锂除氟的方法，采用加压变温法酸浸和中和除氟方法，生产工艺条件温和，设备利用率高，能耗低，金属回收率高，环保三废排放小，能大幅降低了其生产成本，提高综合效益。
本发明的技术方案是这样来实现的，采用在锂云母原料中加入稀硫酸溶液的酸浸除氟、分离、排渣的工艺步骤。锂云母粉粉碎至200目左右，和浓度为30％～70％硫酸溶液按固液质量比1∶2～8比例投入反应装置进行酸浸除氟反应3～10小时，反应温度60～200℃；反应完毕，生成的氢氟酸抽真空分离，得固、液混合溶液，过滤除渣得母液1。所述中和除氟是于母液1中加入碱土金属氧化物(或氢氧化物)，控制溶液中PH为9～12。
本发明所述的中和除氟是于固、液混合液中加入抽真空分离出的氢氟酸溶液相当的水后，再加入碱土金属氧化物(或氢氧化物)。中和除氟加入的碱土金属氧化物(或氢氧化物)最好是氧化钙(或氢氧化钙)，且优选加入氢氧化钙乳液，酸浸除氟自原料填装完毕即启动真空分离装置分离去除氢氟酸。
本发明从锂云母原料中除氟的方法，采用酸浸和碱中和相结合的方式进行除氟，避免了因高温1000℃对锂云母原料进行煅烧而造成锂云母原料中的一些稀有金属如铷、铯等的流失大幅提高了其回收利用率；经酸浸除氟工序后溶液因采用负压抽真空的方式对反应装置中生成的氢氟酸进行分离，分离出的氢氟酸回收后可继续利用，如加入LiOH溶液后即可制备氟化锂等。大幅降低能耗，减小对环境污染，三废排放小，能大幅降低了其生产成本，提高综合效益。
具体实施方式
实施例1
本实施例选用的锂云母矿采用产自宜春钽铌锂矿，其各主要化学成份如下表：
  Li2O   Na2O+K2O   Al2O3   SiO2   Fe2O3   Rb2O   Cs2O   F
  4.6％   9.2％   23.6％   53.6％   0.2％   1.3％   0.2％   4.1％
将上述锂云母粉粉碎至200目左右，和浓度为30％-70％硫酸溶液按固液质量比1∶2～8比例投入反应装置进行酸浸除氟反应3～10小时，反应温度60～200℃；并在不断搅拌下反应8h；同时抽真空分离除去锂云母与稀硫酸反应后生成的氢氟酸及水蒸汽；剩余的固、液混合溶液，即留存于反应装置中；而抽真空分离出去的氢氟酸和水蒸汽经冷凝后变为液态氢氟酸水溶液，可回收利用；对保留于反应装置中的固、液混合溶液经补加水后，补充水量为抽真空时抽出去生成水蒸汽溶液的量相当，然后对固液混合溶液过滤分离，滤液为母液1；经酸浸除氟工艺后，母液1中约含有1.8wt％的氟，再进行中和除氟于母液1中加入氢氧化钙乳液，控制溶液中的PH为10；对母液1再进行分离，分离后的母液1经检测氟量≤0.003wt％即完成除氟；经除氟后的溶液即继续用于提取其它金属元素如锂、铯、铷、钾等产品。从而提高了锂云母的综合利用率，降低了生产成本。

Claims (5)

1.一种利用钽铌尾矿锂云母制备碳酸锂除氟的新方法，采用在锂云母原料中加入稀硫酸溶液的酸浸和中和除氟的方法。
2.依据权利要求1所述的利用钽铌尾矿锂云母制备碳酸锂除氟的新方法，其特征是将锂云母粉粉碎至200目左右，和浓度为30％～70％硫酸溶液按固液质量比1∶2～8比例投入反应装置进行酸浸除氟反应3～10小时，反应温度60～200℃；反应完毕，生成的氢氟酸抽真空分离，得固、液混合溶液，过滤除渣得母液1。
3.依据权利要求2所述的利用钽铌尾矿锂云母制备碳酸锂除氟的新方法，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离出的氢氟酸溶液相当的水后，再加入碱土金属氧化物(或氢氧化物)，控制溶液中PH为9～12。
4.依据权利要求2所述的利用钽铌尾矿锂云母制备碳酸锂除氟的新方法，其特征是所述酸浸除氟自原料填装完毕即启动真空分离装置分离去除氢氟酸。
5.依据权利要求3所述的利用钽铌尾矿锂云母制备碳酸锂除氟的新方法，其特征是所述的中和除氟是加入氢氧化钙乳液。
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