CN111573702A - 一种硫酸法提锂浸出液制备钾明矾的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硫酸法提锂浸出液制备钾明矾的方法。该方法将抽滤后混合氢氧化钾静置结晶，将结晶溶解于蒸馏水进行重结晶。得到符合GB1886.229‑2016食品添加剂硫酸铝钾的参数要求的钾明矾产品。本发明的浸出方法为能耗少，工序简单，生产成本低，实现铝离子有效回收，便于后续沉淀操作，提高后续产品回收率。

Description

一种硫酸法提锂浸出液制备钾明矾的方法
技术领域
本发明涉及一种硫酸法提锂浸出液制备钾明矾的的方法，属于湿法冶金化工领域。
背景技术
钾明矾的用途极其广泛，有抗菌作用、收敛作用等，可用做中药。还可用于制备铝盐、发酵粉、油漆、鞣料、澄清剂、媒染剂、造纸、防水剂等，还可用于食品添加剂。在我们的生活中常用于净水和做食用膨胀剂，像炸麻圆、油条里都可能含有。因此钾明矾的工业价值较高，市场需求量较大。
硫酸法是现在的主要提锂方法，天然α—锂辉石在950～1100℃ 进行转型焙烧，硫酸与β—锂辉石酸化焙烧浸出。锂云母加入70%硫酸溶液，液固比 2：1，在 120℃条件下充分反应 9h，浸取 12h 之后过滤的到浸出液。发明人查阅大量文献，大家专注于硫酸法提锂浸出液中如何回收锂离子，忽视浸出液中铝离子含量较高，导致大量铝离子直接沉淀于渣中，渣量巨大且无法利用，造成极大资源浪费。
为了有效降低硫酸法提锂浸出液后续净化除杂锂离子在沉淀渣中的损失，发明人做出大量研究，总结得到一种硫酸法提锂浸出液制备钾明矾的方法，同时发明人经过检索，发现现有技术200910185137.8《 从活性白土生产废水中回收制取明矾的方法》公开了从活性白土生产废水中回收制取铵明矾和钾明矾的方法，该技术解决了活性白土生产废水的治理及回收利用方法中存在的问题，而且生产出市场需求良好的明矾产品。然而，上述技术需要在废水中加入氢氧化铝和氢氧化钾，且在90～100℃加热，外界引入铝离子同时能耗较高。本方法针对的是硫酸法提锂的浸出液，为了提高提锂的回收率，同时浸出液中铝也能回收不浪费，采用此方法不需要外界引入铝离子，而是直接回收浸出液中的铝，达到铝离子的高效回收利用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种硫酸法提锂浸出液制备钾明矾的方法，以解决硫酸法提锂浸出液，铝离子含量高，采用中和水解沉淀法除铝，铝形成Al（OH）3胶体对锂离子有吸附作用，导致锂在沉淀渣中损失较大，且需要使用大量沉淀剂，铝离子不能有效综合回收利用的问题。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，其主要步骤如下：
（1）硫酸法提锂浸出液，所述硫酸法提锂浸出液为硫酸法锂云母提锂浸出液、硫酸法锂辉石提锂浸出液或硫酸法含锂粘土岩提锂浸出液；
（2）硫酸法提锂浸出液加热并缓慢加入氢氧化钾溶液搅拌调节pH；
（3）将步骤2溶液冷却静置结晶，固液分离得粗钾明矾，溶液进入后续提锂工艺；
（4）将步骤3所得粗钾明矾用蒸馏水加热完全溶解；
（5）将步骤4溶液静置结晶，固液分离得食品级钾明矾。
本发明所述的制备方法，其进一步优选的技术方案是：所述步骤（2）中，提锂浸出液加温至30℃～80℃，缓慢加入氢氧化钾搅拌调节pH至2～3。
本发明所述的制备方法，其进一步优选的技术方案是：所述步骤（3）中，冷却温度5℃～25℃，静置结晶时间6～48小时。
本发明所述的制备方法，其进一步优选的技术方案是：所述步骤（4）中，结晶：蒸馏水=1.5:1—2.5:1。
本发明所述的制备方法，其进一步优选的技术方案是：所述步骤（5）中，冷却温度5℃～25℃，静置结晶时间6～48小时。
本发明的硫酸法提锂浸出液制备钾明矾的方法，利用提锂初始浸出液加氢氧化钾调pH至2～3制备钾明矾，达到溶液pH升高，降低溶液铝杂质离子含量，进而降低后续净化除渣量，达到提高锂回收率和铝离子综合回收利用双重目的，为后续锂提取打下良好的基础。同时，利用本发明方法得到的硫酸铝钾含量为99.5以上，符合GB1886.229-2016食品添加剂硫酸铝钾的各项参数要求。
附图说明
图1是本发明提供的硫酸法提锂浸出液制备钾明矾的方法的工艺流程图。
具体实施方式1
以下结合实施方式对本发明作进一步说明具体的技术方案。
原矿为贵州含锂绿泥石型粘土矿，原矿样品中的主要有价元素为锂，Li2O含量为0.46%，主要矿物有锂绿泥石、高岭石、黄铁矿和石英等，原矿主要元素化学分析见表1。
表1 原矿多元素分析结果
元素/% Li<sub>2</sub>O SiO<sub>2</sub> K<sub>2</sub>O Na<sub>2</sub>O MnO<sub>2</sub> TiO<sub>2</sub>
含量 0.46 40.96 1.29 0.11 0.02 0.62
元素 Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> CaO MgO TS P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
含量/% 17.98 5.11 13.08 1.13 3.30 0.07
工艺流程图见图1所示，其步骤如下：
（1）硫酸法过滤得到浸出液；
（2）浸出液加入氢氧化钾固体，搅拌调节pH=2.61；
（3）将浸出液室温静置26h结晶，抽滤得粗钾明矾；
（4）将结晶：蒸馏水=1.5:1加热完全溶解；
（5）溶液室温静置24h结晶，抽滤得食品级钾明矾。
钾明矾产品指标满足GB1886.229-2016食品添加剂硫酸铝钾的各项参数要求，主要详细指标见表2。
表2钾明矾产品指标
名称 硫酸铝钾/% 铅/(mg/kg) 硒/(mg/kg) 砷/(mg/kg)
GB1886.229-2016 ≥99.5 ≤5.0 ≤30.0 ≤2.0
产品测试指标 99.87 0.76 0.014 0.91
具体实施方式2
原矿为河南某锂云母资源，原矿样品中的主要有价元素为锂，Li2O含量为6.39%，主要矿物有锂云母、长石、黄铁矿和石英等，原矿主要元素化学分析见表3。
表3 原矿多元素分析结果
元素/% Li<sub>2</sub>O SiO<sub>2</sub> K<sub>2</sub>O Na<sub>2</sub>O MnO<sub>2</sub>
含量 6.39 56.56 7.54 0.21 0.20
元素 Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> CaO MgO P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
含量/% 25.32 0.04 0.97 0.079 0.11
工艺流程图见图1所示，其步骤如下：
（1）硫酸法过滤得到浸出液；
（2）浸出液加入浓度为30%的氢氧化钾溶液，搅拌调节pH=2.52；
（3）将浸出液室温静置30h结晶，抽滤得粗钾明矾；
（4）将结晶：蒸馏水=2:1加热完全溶解；
（5）溶液室温静置30h结晶，抽滤得食品级钾明矾。
钾明矾产品指标满足GB1886.229-2016食品添加剂硫酸铝钾的各项参数要求，主要详细指标见表4。
表4钾明矾产品指标
名称 硫酸铝钾/% 铅/(mg/kg) 硒/(mg/kg) 砷/(mg/kg)
GB1886.229-2016 ≥99.5 ≤5.0 ≤30.0 ≤2.0
产品测试指标 99.60 0.84 0.022 1.13

Claims (5)

1.一种硫酸法提锂浸出液制备钾明矾的方法，其特征是主要步骤如下：
（1）硫酸法提锂浸出液，所述硫酸法提锂浸出液为硫酸法锂云母提锂浸出液、硫酸法锂辉石提锂浸出液或硫酸法含锂粘土岩提锂浸出液；
（2）硫酸法提锂浸出液加热并缓慢加入氢氧化钾搅拌调节pH；
（3）将步骤2溶液冷却静置结晶，固液分离得粗钾明矾，溶液进入后续提锂工艺；
（4）将步骤3所得粗钾明矾用蒸馏水加热完全溶解；
（5）将步骤4溶液静置结晶，固液分离得食品级钾明矾。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：所述步骤（2）中，提锂浸出液加温至30℃～80℃，缓慢加入氢氧化钾搅拌调节pH至2～3。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：所述步骤（3）中，冷却温度5℃～25℃，静置结晶时间6～48小时。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：所述步骤（4）中，结晶：蒸馏水=1.5:1—2.5:1。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：所述步骤（5）中，冷却温度5℃～25℃，静置结晶时间6～48小时。
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