锂云母硫酸盐法提取锂铷铯的研究.pdf

2015年第12期
有色金属(治炼部分)(htt:/ysyl. bgrimm.cn)
doi:10.3969/j.issa.1007-7545.2015.12.08
锂云母硫酸盐法提取锂铷铯的研究
郭春平,周健,文小强,普建,王玉香,袁德林
赣州有色冶金研究所,江西赣州341000)
摘要:采用硫酸盐法综合回收锂云母中的锂、铷、铯。结果表明,以硫酸钾、硫酸钙、硫酸钡作为混合盐
锂云母与混合硫酸盐质量比为1:0.45,在900℃焙烧1h后稀酸浸出,锂、敏、铯浸出率分别为92.2%、
61.5%、63.8%。漫出液经净化除杂后,浓缩沉锂,可荻得零级碳酸锂,沉锂母液可用于铷、绝回收
关键词:硫酸盐;锂云母;锂;铷;铯;浸出率
中图分类号:TF826文献标志码:A文章编号:1007-7545(2015)12-0031-03
Extraction of Lithium, Rubidium and Cesium from Lepidolite by Sulfate Process
GUO Chun-ping, ZHOU Jian, WEN Xiao-qiang, PU Jian, WANG Yu-xiang, YUAN De-lin
( Ganzhou Nonferrous Metallurgy Research Institute, Ganzhou 341000, Jiangxi, China
Abstract: Lithium, rubidium and cesium were extracted from lepidolite by sulfate process. The results
show that leaching rate of lithium, rubidium and cesium is 92.2%, 61.5%, 63.8% respectively when
epidolite was mixed with 20% potassium sulfate, 10% calcium sulfate and 15% barium sulfate, roasted at
900C for one hour, and leached with dilute acid. Zero-grade lithium carbonate can be obtained from
purified lixivium, and rubidium and cesium can be recovered from mother liquor of lithium precipitation
Key words: sulfate; lepidolite; lithium; rubidium; cesium; leaching rate
我国锂云母资源丰富。某锂云母矿中氧化锂AD4O1。(F,OH)2。试验用辅助材料主要是工业级
的含量在4.0%左右,且含有铷、铯等多种价值较高硫酸钾、硫酸钙、硫酸钡、氢氧化钙、纯碱、浓硫酸等。
的金属元素,综合回收可以大幅提高锂云母开发的
仪器:SX2-5-12型箱式电炉,最高温度1200
经济效益。以锂矿石为原料提取有价金属的方法主℃;101A-2型恒温干燥箱;JJ型电动搅拌器
要有石灰法2、氯化物法及硫酸盐法、硫酸法、1.2试验步骤
熟石灰及联合法、氯氨法9等。本文采用硫酸盐
按一定质量比将锂云母与混合硫酸盐细磨均
法综合回收锂云母中的锂、知、绝,为提高锂云母开混,在箱式电炉中焙烧1h,随炉冷却后粉碎并用稀
发效率、提升锂云母综合竞争力开辟途径。
酸浸出1h,过滤,滤渣在110℃干燥。分析滤液中
试验
Li2O、Rb2O、Cs2O浓度及滤渣残留Li2O、Rb2O、
Cs2O量,利用差减法分别计算锂、铷、铯的浸出率。
1.1主要试剂和仪器
锂云母矿来自江西宜春,粒径约150m,鋰、2结果与讨论
铷、铯含量分别为(%):Li2O3.90;Rb2O1.29;2.1综合提取锂、铷、绝的探索
Cs2O0.35。主要物相为锂云母K(Li,A1)3(Si,
传统碗酸盐法所用混合硫酸盐大都为硫酸钾与
收稿日期:2015-06-12
基金项目:科技部科研院所技术开发研究专项资金项目(2010EG115072)
作者简介:郭春平(1976-),男,江西宁都人,工程师.
32?
有色金属(治炼部分)(htp:/ ysyl. bgrimm. cn)
2015年第12期
硫酸钠2,硫酸盐用量占原矿50%,钾钠盐质量比
为7:3。因硫酸钾的价格较高,使得硫酸盐法提锂
成本居高不下。又钾、钠的活泼性不如铷、铯,故在
传统硫酸盐法中鲜有关于铷、铯回收的报道。为降
低硫酸盐法提锂成本,降低硫酸盐用量,作者前期研
究发现,以硫酸钾与硫酸钙作混合盐时对锂有较好
的提取效果,为同时提取铷、铯,本试验选择硫酸钡
作为添加辅料进行铷、铯提取探索试验。为保证锂
的高浸出率,硫酸钾与硫酸钙含量为矿石质量的
95()
100
媂烧温度
30%(硫酸钾与硫酸钙质量比为2:1),将硫酸钾与
硫酸钙及不同质量分数的硫酸钡(5%~30%,以钾
图2浸出率与焙烧温度的关系
云母的质量百分数表示)组成混合硫酸盐,试验结果
Fig. 2 Effect of roasting temperature on leaching
见图1。
2表明,锂、铷、铯的浸出率在800~900℃范
100
围内随焙烧温度的增加而增大,900℃后趋于稳定,
原因可能是950℃焙烧的熟料开始出现部分烧结现
80
象,明显增加了破碎难度,致使反应后的可溶性锂铷
aや
铯盐包裹于烧结体之间,可溶性锂铷铯盐浸出不完
全,使浸出率出现小幅波动。考虑到熟料的后续处
Lio
4)
-O-RB O
理及锂、铷、铯的提取率,选择适宜的焙烧温度为
900℃。此温度下锂浸出率大于92%,知、铯浸出率
20
15202530
也大于60%,并且烧结料色泽均匀,疏松易破碎。
硫酸钡添加量%
2.3锂、铷、铯浸出率与焙烧时间的关系
矿石提锂工艺在确定焙烧温度下,时间是影响
图1硫酸钡添加量对浸出率的影响
其综合能耗的重要因素,焙烧时间过短可能致使硫
I'ig. 1 Effect of barium sulfate dosage
酸盐与锂云母反应不彻底,如锂云母结构尚未转化
on leaching
完全,硫酸盐与锂云母反应未达平衡,进而影响锂、
由图1可知,随着硫酸钡添加量的増加,铷、铯铷、铯的浸出效果;焙烧时间过长,即反应已达动态
的浸出率明显提高,硫酸钡添加量至矿石质量分数平衡后,继续延长焙烧时间对锂、铷、铯的提取已无
的15%以后,铷、铯浸出率趋于平缓,而硫酸钡添加影响,而且还增加耗明。不同焙烧时间的浸出率如
量对锂浸出率的影响较小,锂浸出率几乎呈水平线。图3所示。锂、铷、铯的浸出率皆随焙烧时间的增长
出现该现象的原因可能与元素的活泼性质有关,钾、而上升,其中铷、铯在30~60min段上升曲线较陡,
钙的活泼性强于锂而弱于铷和铯,钾、钙主要对锂云60min后增速放缓;锂浸出率增速较为平缓。原因
母中锂起置换作用,而钡的活泼性与铷和铯相近,只可能是高温焙烧时,钾、钙离子活性强于锂,钾、钙取
能部分取代铷和铯,并在一定