CN106587123B - 一种利用锂云母酸浸液制备钾冰晶石的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用锂云母酸浸液制备钾冰晶石的方法，属于锂资源利用领域。为了克服现有技术中锂资源开发与综合利用工艺中存在的氟铝资源的浪费严重，本发明提供了一种利用锂云母酸浸液制备钾冰晶石的方法，其可以使浸液中氟和铝以氟铝钾盐的形式沉淀，经烘干后即为钾冰晶石产品，浸出液经除去氟铝后苛化除杂，浓缩沉锂。该制备方法大幅降低了锂云母酸浸法提锂的生产成本和冰晶石的制备成本。

Description

一种利用锂云母酸浸液制备钾冰晶石的方法
技术领域
本发明涉及一种利用锂云母酸浸液制备钾冰晶石的方法，属于锂资源利用领域。
背景技术
钾冰晶石又名氟铝酸钾，是铝及铝合金的良好钎焊剂。现代汽车热交换系统的铝合金散热件、生产分离机(制氧机)的铝交换件等全是用钾冰晶石钎剂焊的。钾冰晶石是可以用于玻璃陶瓷工业的熔剂和摩擦剂的活性填料，也可用于杀虫剂。可见，其在多个领域具有十分广泛的应用。
目前钾冰晶石的制备工艺多是由无水氢氟酸与氢氧化铝反应生成氟铝酸，然后在高温下与氢氧化钾反应，过滤，烘干，熔融，破碎制得。其亦可由氟化铝、氟化铵和氯化钾反应制得。
锂云母是最常见的含锂矿物，是钾和锂的基性铝硅酸盐，属云母类矿物中的一种。它是提取稀有金属锂的主要原料之一。锂云母中常含有铷和铯，也是提取这些稀有金属的重要原料。宜春市储藏着世界最大的锂云母矿，氧化锂的可开采量占全国的31％、世界的8.2％。锂云母的盐酸或硫酸浸出液中含氟和铝，若直接除杂，将会使其以杂质的形式排出，造成氟铝资源的浪费。
中国发明专利申请2012104324744公开了一种含锂的钠冰晶石及其制备方法，该含锂的钠冰晶石包括以下质量百分比的组分：F：53-56％，Al：12-15％，Na：24-27％，Li：1-5％。本发明还包括所述含锂的钠冰晶石制备方法，具体包括以下步骤：(1)氟化铵溶液制备；(2)铝酸钠与锂盐混合溶液制备；(3)含锂的钠冰晶石料浆的制备；(4)过滤：将含锂的钠冰晶石料浆进行过滤，滤饼经干燥，即成。该制备工艺制备得到的冰晶石的产品纯度不高，且制备成本相对较高。
中国发明专利申请2015107840601公开了一种含锂铝电解质综合回收利用的方法，属于铝电解制备技术领域。该方法包括以下步骤：1)将含锂铝电解质与水混合，加入无机酸调节体系pH≤2，搅拌反应得到料浆；所述含锂铝电解质包含以下质量百分比的组分：氟化锂1～15％，冰晶石80～90％；2)向步骤1)所得料浆中加入铝盐，升温至75～95℃反应，过滤，所得晶体即为冰晶石。该制备工艺制备得到的冰晶石同样存在产品纯度不高，冰晶石转化效率不高的问题。
发明内容
为了克服现有技术中锂资源综合开发与利用工艺中存在的氟铝资源的浪费严重的技术不足，本发明提供了一种利用锂云母酸浸液制备钾冰晶石的方法，其可以使浸液中氟和铝以氟铝钾盐的形式沉淀，经烘干后即为钾冰晶石产品，浸出液经除去氟铝后苛化除杂，浓缩沉锂。该制备方法大幅降低了锂云母酸浸法提锂的生产成本和冰晶石的制备成本。
本发明锂云母酸浸液制备钾冰晶石的方法，所涉及的基本化学原理如下：
AlFx 3-x+(3-x)F-→AlF3↓；
K++AlF4 -→KAlF4↓；
3K++AlF6 3-→K3AlF6↓.
本发明通过下述方案实现上述技术效果：
一种利用锂云母酸浸液制备钾冰晶石的方法，其包括下述步骤：
1)将锂云母的盐酸或硫酸浸出液升温至60℃～98℃，向其中加入HF或KF，使浸出液中的氟铝摩尔比为4.1:1～4.4:1；向浸出液中加入KOH调节溶液pH至2.0～6.0；
2)将浸出液保持温度在60℃～98℃陈化2.0～8.0h，过滤进行液固分离，滤渣即为钾冰晶石；
3)使用KOH溶液将滤液pH值调至8.5～10.0，使得浸出液中的杂质离子转化为沉淀，过滤进行液固分离，滤液浓缩沉锂。
如上所述的制备方法中，所述的锂云母的产地来源为江西宜春。
如上所述的制备方法中，所述步骤3)中的杂质离子包括铜离子、镍离子、镁离子、锰离子等。
作为本发明所优选的一种实施方式，所述步骤1)中氟铝摩尔比为4.1:1，所述步骤2)中浸出液的陈化温度为98℃陈化时间为2h。
作为本发明所优选的一种实施方式，所述步骤1)中氟铝摩尔比为4.4:1，所述步骤2)中浸出液的陈化温度为60℃陈化时间为4h。
作为本发明所优选的一种实施方式，所述步骤1)中氟铝摩尔比为4.2:1，所述步骤2)中浸出液的陈化温度为80℃陈化时间为8h。
本发明与现有技术相比具有如下技术优势：
(1)锂云母的盐酸或硫酸浸出液中含氟和铝，若直接除杂，将会使其以杂质的形式排出，造成氟铝资源的浪费。本发明通过将其中的氟和铝转化为钾冰晶石，提高了对锂云母的利用效率。
(2)本发明利用锂云母的盐酸或硫酸浸出液制备得到钾冰晶石，其不仅工艺简单，而且相对于现有的制备工艺而言，其制备成本大大降低。
(3)本发明所述的制备工艺不仅制备得到的钾冰晶石完全QB/DFD 4294–2003的标准要求，而且其相当于在提锂之前的除杂过程，其相对于后续的提锂工艺中锂产品的纯度更高。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步描述本发明，但本领域技术人员应能知晓，所述实施例并不以任何方式限定专利保护的范围。
实施例1
以HF为氟源，引入锂云母的盐酸浸出液中，使氟铝摩尔比达到4.1:1。加入KOH，将溶液pH值调至6.0。于98℃反应2.0小时后液固分离，滤渣经烘干即为钾冰晶石产品，其性状达到了国家标准：QB/DFD 4294-2003一级品的产品要求。产品成分如下：
实施例2
以KF为氟源，引入锂云母的硫酸浸出液中，使氟铝摩尔比达到4.4:1。加入KOH，将溶液pH值调至2.0。于60℃反应8.0小时后液固分离，滤渣经烘干即为钾冰晶石产品，其性状达到了国家标准：QB/DFD 4294-2003二级品的产品要求。产品成分如下：
实施例3
以KF为氟源，引入锂云母的盐酸浸出液中，使氟铝摩尔比达到4.2:1。加入KOH，将溶液pH值调至4.0。于80℃反应6.0小时后液固分离，滤渣经烘干即为钾冰晶石产品，其性状达到了国家标准：QB/DFD 4294-2003优级品的产品要求。产品成分如下：

Claims (2)

1.一种利用锂云母酸浸液制备钾冰晶石的方法，其包括下述步骤：
将锂云母的盐酸或硫酸浸出液升温至98℃，向其中加入HF或KF，调整浸出液中的氟铝摩尔比为4.2:1；向浸出液中加入KOH调节溶液pH至4.0；将浸出液在98℃陈化4.0h后，过滤进行液固分离，滤渣即为钾冰晶石；滤液进行苛化除杂，经过净化后浓缩沉锂。
2.根据权利要求1所述的利用锂云母酸浸液制备钾冰晶石的方法，其特征在于，所述苛化除杂步骤中的杂质离子包括铜离子、镍离子、镁离子和锰离子。
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