CN108251638B - 一种从含锂的金绿宝石型铍矿石中提取锂铍的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种从含锂的金绿宝石型铍矿石中提取锂铍的方法。本发明包括对原矿进行破碎、磨矿，微波低温焙烧，浸出，pH调节，萃取和反萃取，加热沉淀铍，通入CO2沉淀锂等依次进行的步骤，实现锂和铍的浸出与回收。本发明采用微波低温焙烧处理含锂的金绿宝石型铍矿石，可以有效地提高含锂的金绿宝石型铍矿中锂铍的浸出率，用萃取法对锂铍浸出液进行锂铍同时萃取，用NaOH溶液对负载锂铍的有机相同时进行反萃，用分步沉淀法分别得到Be(OH)2和Li2CO3初级产品，为矿石中锂铍的提取和分离及产品制备提供了一种有效的方法。

Description

一种从含锂的金绿宝石型铍矿石中提取锂铍的方法
技术领域
本发明涉及一种从含锂的金绿宝石型铍矿石中提取锂铍的方法，属于矿物加工工程和湿法冶金技术领域。
背景技术
铍的金属、合金和铍化合物在原子能、航空航天、电子、石油化工和陶瓷等领域有着重要用途。我国的铍矿资源主要有绿柱石[Be3Al2(SiO3)6]、硅铍石(Be2SiO4)、羟硅铍石(Be4Si2O9H2)、金绿宝石(BeAl2O4)和日光榴石[(Mn,Fe,Zn)8(BeSiO4)6S2]。我国的铍产业自上世纪50年代开始发展以来，铍冶炼的主要原料一直是BeO品位为10％左右的绿柱石精矿。当前，较高品位的绿柱石矿越来越少，开发利用非绿柱石的铍矿资源对我国铍冶炼产业的持续稳定发展和保障铍资源安全具有重要意义。
锂是一种银白色金属，具有最高的氧化还原电位、最大的比热容和最小的密度等显著特性，锂金属及锂化合物在电池、医药、玻璃、陶瓷和润滑油等领域应用广泛，Li2CO3、LiCl、LiBr等锂化合物在社会生活中也具有重要用途，其中Li2CO3是制取金属锂及其它锂化合物的基础锂盐，是锂产业最重要的基础原料。
锂资源类型可分为盐湖卤水锂资源和锂矿石资源。我国盐湖卤水锂资源主要分布在青海和西藏的偏远地区，其特点是锂含量高、镁锂比高，开发较困难；我国的锂矿石主要为锂辉石和锂云母，是当前我国锂产业的主要原料。
湖南省郴州香花岭矿田中有较大规模的含铍条纹岩，即金绿宝石型铍矿石，该矿石中BeO平均品位达到0.26％以上，具有良好的工业开采和利用价值。而且，该矿石中同时含有锂矿物，Li2O平均品位达到0.3％以上，可以作为同时提取锂和铍的矿石资源，对我国铍产业和锂产业的发展提供了又一个有价值的矿产资源。
发明内容
本发明的目的是提供一种从含锂的金绿宝石型铍矿石中提取锂铍的方法。
本发明的目的是通过如下方式实现的：
一种从含锂的金绿宝石型铍矿石中提取锂铍的方法，包括如下步骤：
(1)破碎磨矿：对矿石进行破碎、磨矿，磨矿细度为小于0.074mm(200目)粒级的质量占比大于60％；
(2)微波低温焙烧：用工业硫酸与磨矿后的矿石进行混合，在微波辐照下进行焙烧，焙烧温度为125～150℃，焙烧时间为1～4h；
(3)浸出：微波焙烧后的矿石与水按1:2～3kg/L的质量体积比混合，将矿浆加热至65～95℃，搅拌浸出4～16h；浸出完成后，用石灰将矿浆pH调节至4.5～5.5，静置1h以上，进行液固分离，得到锂铍浸出液；
(4)萃取与反萃取：以二(2-乙基己基)磷酸酯(P204)、磷酸三丁酯(TBP)和260#溶剂油(磺化煤油)组成的混合物作为萃取剂，对锂铍浸出液进行萃取；再以NaOH溶液进行反萃取，得到含锂铍反萃取液；
(5)氢氧化铍产品制备：将含锂铍反萃取液加热水解，控制温度为55～100℃，时间为0.5～2h；常温下静置2～6h，过滤，得到Be(OH)2初级产品和滤液；
(6)碳酸锂产品制备：往滤液中通入CO2气体，产生白色沉淀，即为Li2CO3初级产品。
进一步地，步骤(1)中，磨矿为干式磨矿或湿式磨矿，优选干式磨矿，采用湿式磨矿时，需将磨矿矿浆脱水。
进一步地，步骤(2)中，工业硫酸与磨矿后的矿石的质量比0.5～1.0:1.0，工业硫酸的质量浓度为93～98％。
进一步地，步骤(2)中，微波频率为2450MHz。
进一步地，步骤(3)中，静置时间优选1～4小时。
进一步地，步骤(4)中，P204、TBP和260#溶剂油在混合物中的体积比分别为15％、5％和80％；反萃取所用NaOH溶液的质量分数为1.0～2.0％。
进一步地，步骤(6)中，CO2的用量是理论用量(CO2与LiOH完全反应所需CO2即为理论用量)的500～1000％，CO2需均匀缓慢地通入到含锂的滤液中，通入时间控制在1～4h。
本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明采用微波焙烧处理含锂的金绿宝石型铍矿石，能够在较低温度条件下有效提高含锂的金绿宝石型铍矿中锂铍的浸出率。
(2)本发明用萃取法对锂铍浸出液进行锂铍同时萃取，用NaOH溶液对负载锂铍的有机相同时进行反萃取，用分步沉淀法分别得到Be(OH)2和Li2CO3初级产品，为矿石中锂铍的提取和分离及产品制备提供了一种有效的方法。
附图说明
图1为本发明的工艺流程框图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步描述，但不局限于此。
实施例1
矿样取自郴州香花岭矿田，矿样中主要成分分析结果如表1。
表1矿样主要成分分析结果(％)
成分 BeO CaF<sub>2</sub> Li<sub>2</sub>O CaCO<sub>3</sub> SiO<sub>2</sub> Fe Al
含量 0.26 5.86 0.32 4.33 29.93 6.61 11.42
取矿样5kg，经破碎和干式细磨至-0.074mm粒级占95％，即200目筛下物的质量占比为95％；加入3.5kg硫酸，在微波辐照下进行焙烧，焙烧温度135℃，焙烧时间为4h；焙烧完成后加入10L水，将矿浆温度控制为90～95℃，搅拌浸出8h后加入石灰将pH值调节到5.0，静置1h，固液分离得到浸出液，浸出液中BeO浸出率为72.6％，Li2O浸出率为80.5％；取浸出液6L，用萃取剂2L进行萃取，用质量浓度为2％的氢氧化钠500mL反萃取，得到含锂、铍反萃取溶液；对反萃液煮沸1h，经过滤得到Be(OH)2初级产品和滤液，在滤液中均匀缓慢通入理论用量5倍的CO2，经沉淀得到Li2CO3初级产品，Be(OH)2初级产品中BeO含量为28.5％，Li2CO3初级产品中Li2O含量为30.6％。
实施例2
取实施例1相同矿样10kg，经破碎和干式细磨至-0.074mm粒级占75％，即200目筛下物的质量占比为75％；加入10kg硫酸，在微波辐照下进行焙烧，焙烧温度150℃，焙烧时间为2h；焙烧完成后加入20L水，将矿浆温度控制为75～80℃，搅拌浸出6h后加入石灰将pH值调节到4.7，静置2h，固液分离得到浸出液，浸出液中BeO浸出率为75.0％，Li2O浸出率为81.5％；取浸出液10L，用萃取剂5L进行萃取，用质量分数为1.8％的氢氧化钠1L反萃取，得到含锂、铍反萃取溶液；对反萃液煮沸1h，经过滤得到Be(OH)2初级产品和滤液，在滤液中均匀缓慢通入理论用量8倍的CO2，经沉淀得到Li2CO3初级产品，Be(OH)2初级产品中BeO含量为23.7％，Li2CO3初级产品中Li2O含量为28.8％。

Claims (7)

1.一种从含锂的金绿宝石型铍矿石中提取锂铍的方法，其特征在于，依次由以下步骤组成：
(1)破碎磨矿：对矿石进行破碎、磨矿，磨矿细度为小于0.074mm粒级的质量占比大于60％；
(2)微波低温焙烧：用工业硫酸与磨矿后的矿石进行混合，在微波辐照下进行焙烧，焙烧温度为125～150℃，焙烧时间为1～4h；
(3)浸出：微波焙烧后的矿石与水按1:2～3kg/L的质量体积比混合，将矿浆加热至65～95℃，搅拌浸出4～16h；浸出完成后，用石灰将矿浆pH调节至4.5～5.5，静置1h以上，进行液固分离，得到锂铍浸出液；
(4)萃取与反萃取：以P204、TBP和260#溶剂油组成的混合物作为萃取剂，对锂铍浸出液进行萃取；再以NaOH溶液进行反萃取，得到含锂铍反萃取液；
(5)氢氧化铍产品制备：将含锂铍反萃取液进行加热水解，控制温度为55～100℃，时间为0.5～2h；然后静置2～6h，过滤，得到Be(OH)2初级产品和滤液；
(6)碳酸锂产品制备：往滤液中通入CO2气体，产生白色沉淀，即为Li2CO3初级产品。
2.根据权利要求1所述的从含锂的金绿宝石型铍矿石中提取锂铍的方法，其特征在于，步骤(1)中，磨矿为干式磨矿或湿式磨矿，采用湿式磨矿时，需将磨矿矿浆脱水。
3.根据权利要求1所述的从含锂的金绿宝石型铍矿石中提取锂铍的方法，其特征在于，步骤(2)中，工业硫酸与磨矿后的矿石的质量比0.5～1.0:1.0，工业硫酸的质量浓度为93～98％。
4.根据权利要求1所述的从含锂的金绿宝石型铍矿石中提取锂铍的方法，其特征在于，步骤(2)中，微波频率为2450MHz。
5.根据权利要求1所述的从含锂的金绿宝石型铍矿石中提取锂铍的方法，其特征在于，步骤(3)中，静置时间为1～4小时。
6.根据权利要求1所述的从含锂的金绿宝石型铍矿石中提取锂铍的方法，其特征在于，步骤(4)中，P204、TBP和260#溶剂油在混合物中的体积比分别为15％、5％和80％；反萃取所用NaOH溶液的质量分数为1.0～2.0％。
7.根据权利要求1所述的从含锂的金绿宝石型铍矿石中提取锂铍的方法，其特征在于，步骤(6)中，CO2的用量是理论用量的500～1000％，CO2均匀缓慢地通入到含锂的滤液中，通入时间控制在1～4h。
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