本發(fā)明涉及一種鉀銣銫礬的提取方法,特別是從鋰云母原料中提取鉀銣銫礬的方法。
背景技術(shù):
所述礬是各金屬硫酸鹽的水合結(jié)晶,鉀、銣、銫礬是硫酸鉀、硫酸銣、硫酸銫三種物質(zhì)水合結(jié)晶混合的統(tǒng)稱,是重要的稀有金屬化學(xué)原料。
鋰云母是一種重要的礦產(chǎn)資源,其含有豐富的稀有金屬材料,鋰、鈉、鉀、銣、銫、鋁等。隨著世界能源的日益緊張,開(kāi)發(fā)利用新能源為世界的共同課題,鋰電新能源作為新能源發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)之一,越來(lái)越被各國(guó)所重視;鋰及其鹽類碳酸鋰,硫酸鋰等鹽是鋰電新能源產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)性原料產(chǎn)品,而鋰云母中含有鋰電新能源產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料鋰金屬,因此對(duì)鋰云母的開(kāi)發(fā)應(yīng)用成為當(dāng)今的熱門課題。開(kāi)發(fā)應(yīng)用鋰及其鹽的過(guò)程中,由于鋰云母原料中含有豐富其它金屬元素,而僅提取金屬鋰及其鹽,對(duì)其余金屬不作開(kāi)發(fā)應(yīng)用這樣極大浪費(fèi)了寶貴的礦產(chǎn)資源,而且對(duì)環(huán)境也會(huì)造成一定污染,因此在提取鋰云母原料中的鋰及其鹽的過(guò)程中,對(duì)鉀、銣、銫的提取亦是很有必要;如在提取碳酸鋰時(shí),同時(shí)提取其余金屬鉀、銣、銫鹽可大幅降低碳酸鋰的生產(chǎn)成本。
目前還未有關(guān)于鉀銣銫礬提取的報(bào)道,從鋰云母原料中提取鋰、銣、銫鹽具有極其廣泛的發(fā)展前景。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明就是要提供一種鉀銣銫礬的提取方法,特別是以鋰云母為原料提取鋰鹽的過(guò)程中,回收提取鉀銣銫金屬及其鹽,提高了鋰云母的綜合開(kāi)發(fā)利用率。
本發(fā)明的技術(shù)方案鉀銣銫礬的提取方法,以鋰云母為原料,包括:
1)將鋰云母和稀硫酸溶液反應(yīng),形成含硫酸鹽固液混合溶液;
2)過(guò)濾分離所述混合溶液,除去濾渣,得濾液母液1;
3)將濾液母液1經(jīng)降溫冷凍處理,過(guò)濾分離,濾渣為鉀銣銫礬。
所述鉀銣銫礬按如下工藝步驟進(jìn)行提?。?/p>
1)將鋰云母粉碎至80-300目,用稀硫酸溶液浸漬,加熱至110-130℃溫度下反應(yīng)形成含硫酸鹽的固液混合溶液;
2)過(guò)濾液分離所述混合溶液,濾渣除去,濾液母液1用水稀釋;
3)冷凍降溫處理,將稀釋后的母液1,降溫至0-50℃,形成結(jié)晶溶液;
4)過(guò)濾結(jié)晶溶液,濾渣為鉀銣銫礬產(chǎn)品,濾液母液2回收。
本發(fā)明所述硫酸溶液濃度為40-60wt%。
本發(fā)明控制鋰云母和硫酸溶液反應(yīng)溫度為118-128℃,反應(yīng)時(shí)間4-12小時(shí)。
本發(fā)明控制步驟2)濾渣中各化學(xué)物質(zhì)組成(wt%)為li2o0.25-0.29、k2o0.8-0.99、na2o0.35-0.405、al2o37.0-7.51、sio290.1-91.2、rb2o0.09-0.097、cs2o0.015-0.0155。
本發(fā)明對(duì)母液1進(jìn)行稀釋是用2-3倍母液1體積比的水稀釋。
本發(fā)明步驟4)控制所述濾液母液2中rb+濃度≤0.006g/l,cs+濃度≤0.005-0.008g/l,k+濃度≤4.83g/l。
本發(fā)明以鋰云母為原料,在提取鋰云母原料中金屬鋰及鋰鹽的過(guò)程中生產(chǎn)鉀銣銫礬,特別是在制備碳酸鋰或硫酸鋰的過(guò)程中,即可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)鉀銣銫礬產(chǎn)品。鉀銣銫礬是硫酸鉀、硫酸銣、硫酸銫的水合結(jié)晶,依據(jù)gb3885-83檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和方法,經(jīng)檢測(cè)該水合結(jié)晶中有效含量分別為硫酸鉀27.8wt%,硫酸銣7.18wt%,硫酸銫1.12wt%。
本發(fā)明涉及的主要化學(xué)方程式:
k2o+h2so4→k2so4+h2orb2o+h2so4→rb2so4+h2ocs2o+h2so4→cs2so4+h2o
該三者的水合結(jié)晶即為鉀銣銫礬。
具體實(shí)施方式實(shí)施例中涉及濃度均為質(zhì)量濃度。
實(shí)施例1:
取宜春鉭鈮鋰礦生產(chǎn)的鋰云母原料其主要化學(xué)組成成份如下表(wt%)
1)將上述鋰云母礦粉碎至200目,用濃度50wt%硫酸溶液浸漬,一般控制鋰云母:硫酸質(zhì)量比為1:2.5,并加熱升溫至120℃,攪拌反應(yīng)4-10小時(shí),并進(jìn)行除氟處理,形成含硫酸鹽的固液混合溶液;
2)將上述固液混合溶液經(jīng)離心過(guò)濾分離,除去濾渣,控制濾渣中各組分組成分別為以wt%計(jì)
濾液為母液1,將母液1用水稀釋;母液1和水體積比為1:2;即用母液1體積2倍的水稀釋;
3)將上步稀釋后的母液1冷凍降溫至0-50℃,本實(shí)例降溫至25℃,同時(shí)攪拌形成結(jié)晶溶液;
4)對(duì)3)步結(jié)晶溶液進(jìn)行過(guò)濾分離,濾渣為鉀銣銫礬產(chǎn)品,濾液為母液2,并控制濾液母液2中rb+濃度≤0.006g/l,cs+濃度≤0.005g/l,k+濃度≤4.8g/l。