含锂铍的萤石矿尾矿中锂铍高效提取新工艺

发布时间：2021-09-02 16:39

　　锂和铍是重要的稀有金属元素,被国内外视为战略性资源。随着市场对锂、铍的需求日益增大,从低品位锂、铍矿石中提取锂铍的研究逐渐被重视。本文以湖南郴州一种含锂铍的萤石浮选尾矿为研究对象,探索一种“微波焙烧-硫酸浸出-浸出液净化-萃取提锂-萃余液提铍”新工艺。对浸出、浸出液净化除杂、萃取和反萃取等工序的影响因素进行了详细的考查,确定了最佳工艺条件,实现了高效提取锂、铍的目的。（1）浸出矿样的浸出阶段,分别采用常规酸浸与微波焙烧酸浸,进行了比较研究。常规酸浸的最佳条件为酸矿比为110%、液固比为2.0∶1、浸出温度95℃条件下浸出28 h,锂铍的浸出率较低,分别为53%左右和43%左右。采用微波焙烧酸浸可以显著提高浸出率,达到理想浸出效果。将矿样预先在工业微波中750℃焙烧120 min,之后在酸矿比80%、液固比1.5∶1、浸出温度90℃的条件下浸出20 h,锂的浸出率可达95%左右,铍的浸出率可达85%左右。（2）浸出液净化除杂浸出液中由于铁铝的含量较高,通过调节pH容易生成氢氧化铁与氢氧化铝胶体,不仅难于过滤,而且会造成锂铍的吸附损失。本文利用黄钠铁矾法除铁,钾明矾法与苯甲酸钠法两步除铝,... 

【文章来源】：湘潭大学湖南省

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

硫酸法生产碳酸锂工艺流程图

81.3.2氯化焙烧法氯化焙烧法[45-46]是使矿石中的锂与氯化剂反应使有价金属转化为氯化物，然后对其中的金属和化合物进行提龋现在常用且比较成熟的工艺主要有两种：第一种是中温氯化法，此法是将碱金属氯化物进行焙烧并且焙烧温度应不高于他的沸点，然后将烧结快进行浸出，得到浸出液使锂进入浸出液中从而达到与杂质分离的目的。第二种是高温氯化焙烧法，此法焙烧的温度较高，焙烧温度一般高于他的沸点，高温氯化焙烧的目的是让氯化物以气体的形式挥发出来，而其他的杂质仍留在烧结快中，然后再利用气体收集装置将气体氯化物进行收集。工业上常用的氯化剂以氯化钙为主，也可用氯化钠或者其两者混合物，反应方程式如(1-2)。Li2O·Al2O3·4SiO2+14CaCO3+CaCl=2LiCl↑+14CO2↑+4(3CaO·SiO2)+3CaO·Al2O3..............(1-2)主要流程是先将锂辉石、碳酸钙、氯化钙按一定比例进行混合配料，然后将混合配料在1000℃条件下进行焙烧，生成的LiCl升华后与烟气及粉尘一起，此时在收尘器和洗涤塔中收集得到LiCl溶液。然后对收集到的LiCl溶液进行蒸发浓缩后以提高其浓度，再加入饱和碳酸钠溶液即可生成碳酸锂沉淀。氯化焙烧法工艺简单，综合利用好，回收率达到90%左右。其工艺流程如图1.2所示。图1.2氯化焙烧法生产碳酸锂的工艺流程图

91.3.3硫酸盐法硫酸盐法[47-49]主要是将天然锂辉石与硫酸盐按照一定的比例进行混合配料，然后再将其在高温条件下进行烧结，使锂辉石中的锂转化为可溶性的硫酸锂，然后再进行浸出使矿石中的锂进入溶液中，进而达到与杂质分离的目的。常用的硫酸盐为硫酸钾、硫酸钠、硫酸钙或是他们的混合物。工艺流程如图1.3所示。在高温烧结过程中，α-锂辉石先发生晶型转变成β-锂辉石，使矿物的化学性质转变更易于反应，然后再进行离子交换反应。高温混合烧结过程中，总的反应方程式如（1-3）。α-Li2O·Al2O3·4SiO2+K2SO4→Li2SO4+K2O·Al2O3·4SiO2.....................................(1-3)由于上述反应是一个可逆反应，所以工业生产中希望此反应正向进行，使矿石中的锂尽可能的转变成硫酸锂。因此就需要加入过量的K2SO4，但是为了节约成本，在生产中会将部分K2SO4以较便宜的Na2SO4代替。故工艺流程一般以硫酸钾石3K2SO4·Na2SO4来表示这种混合配料形式。混合配料经过烧结后进行浸出得到浸出液，再经过浸出液的净化除杂与净化液的蒸发浓缩得到浓度较高的硫酸锂溶液，然后加入碳酸钠进行沉锂。硫酸盐法通用性较强，几乎可以分解所有含锂矿石。但是该方法需要加入大量的硫酸钾，成本较高。图1.3硫酸盐混合烧结法制备碳酸锂工艺流程图

【参考文献】：
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本文编号：3379358