一种含钾岩石中协同提取钾、铷的方法技术

本发明专利技术涉及矿物加工和湿法冶金领域，具体是一种含钾岩石中协同提取钾、铷的方法。包括以下步骤：将含钾岩石破碎、磨矿，得到矿粉；取含钾岩石和碱性添加剂生石灰或熟石灰混合，加入水，置于熔盐炉内熔盐热活化；对活化后的混合物进行固液分离，得到含有铷、钾的过滤液和滤渣，滤渣用于生产硅钙肥；滤液加入碳酸钾水溶液进行碳化，过滤除去杂质，获得二次滤液；二次滤液蒸发结晶，获得钾、铷结晶物；钾、铷结晶物焙烧，获得含钾、铷富集物盐，提纯分离获得碳酸钾及碳酸铷。采用石灰为碱性添加剂，固液分离滤液为碱性，钙离子沉淀进入尾渣，尾渣用于制备硅钙肥，相比于采用氢氧化钠为碱性添加剂，成本较低，滤液中省去钾、钠分离工序，有利于钾、铷的提纯。

【技术实现步骤摘要】
一种含钾岩石中协同提取钾、铷的方法
本专利技术涉及矿物加工和湿法冶金领域，具体是一种含钾岩石中协同提取钾、铷的方法。
技术介绍
我国的水溶性钾盐资源贫乏，历年来钾肥进口依存度都在50％以上。非水溶性钾矿(含钾岩石)资源丰富，国内外对其开展了大量提取钾的研究，先后开发了酸法、石灰石烧结法、碳酸钠烧结法等工艺，实现了钾的提取，但存在能耗高、成本高、产品单一、附加值低、经济效益差等问题，未能得到大规模应用。铷是一种极为重要的稀有金属资源，具有独特的光电性能和优异的化学活性，广泛应用在军工、电子仪器仪表、电光源、医学等等领域。含钾岩石中普遍含有0.005％-0.025％的铷，因含量较低，未达到最低工业品位要求，现有工艺未对其综合回收利用。现有技术提取铷主要从盐湖卤水和含铷锂云母中提取，盐湖卤水成分复杂、含量低，提取成本高，含铷锂云母提取多采用氯化焙烧法、石灰石烧结法、硫酸法等，矿石分解率低、污染环境、高能耗、高成本，导致铷金属价格极高，限制铷产品的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述现有技术能耗高、成本高、产品单一、附加值低、环境污染严重、经济效益差等不足，提供一种低耗能、低成本、满足清洁生产要求且有一定经济效益的从含钾岩石矿产中协同提取钾、铷的方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种含钾岩石中协同提取钾、铷的方法，包括以下步骤：(1)将含钾岩石破碎、磨矿，得到矿粉；(2)取含钾岩石和碱性添加剂生石灰或熟石灰混合，加入水，置于熔盐炉内熔盐热活化；(3)对活化后的混合物进行固液分离，得到含有铷、钾的过滤液和滤渣，滤渣用于生产硅钙肥；(4)滤液加入碳酸钾水溶液或通入CO2气体进行碳化，过滤除去杂质，获得二次滤液；(5)二次滤液蒸发结晶，获得钾、铷结晶物；(6)钾、铷结晶物焙烧，获得含钾、铷富集物盐，提纯分离获得碳酸钾及碳酸铷。作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述含钾岩石为含钾砂岩、含钾页岩、富钾正长岩、富钾火山岩，且所述含钾岩石中K2O为7～13％、Rb2O为0.005～0.025％、SiO2为50％～70％。作为本专利技术技术方案的进一步改进，在步骤(1)中，经磨矿之后的矿粉过200～325目筛。作为本专利技术技术方案的进一步改进，在步骤(2)中，所述含钾岩石矿石和碱性添加剂的质量比包括1:0.2～1:1.5，且水与含钾岩石矿石和碱性添加剂生石灰的总质量的质量比为5:1～2:1。作为本专利技术技术方案的进一步改进，在步骤(2)中，所述熔盐热活化的温度为160℃～300℃，时间为0.5h～6h。作为本专利技术技术方案的进一步改进，在步骤(4)中，所述碳酸钾水溶液浓度为0.1～0.5％。作为本专利技术技术方案的进一步改进，经碳化后，滤液中钙离子浓度低于0.05g/L。作为本专利技术技术方案的进一步改进，在步骤(6)中，钾、铷结晶物焙烧的焙烧温度为160-260℃，焙烧时间为30～150分钟。本专利技术所述的含钾岩石中协同提取钾、铷的方法，相对于现有技术具有如下有益效果：(1)本专利技术采用熔盐热活化法处理含钾岩石协同提取钾、铷，温度为160℃～300℃，相比于常规高温焙烧法(>1300℃)、中高温焙烧法(900℃-1300℃)，耗能较低。采用石灰为碱性添加剂，固液分离滤液为碱性，钙离子沉淀进入尾渣，尾渣用于制备硅钙肥，相比于采用氢氧化钠为碱性添加剂，成本较低，滤液中省去钾、钠分离工序，有利于钾、铷的提纯。整体工艺流程低耗能、低成本、工艺流程简洁、所需设备少、技术易推广，满足清洁生产环保要求。(2)实现了含钾岩石中有价金属钾及稀有金属铷的协同提取。获得达到工业品位的含铷粗矿，铷、钾富集物杂质少、相比传统盐湖卤盐中提铷，易于提纯获得高纯铷盐。铷盐价格较高，2019年约为6000元/kg，大幅提高了工艺的经济效益，有利于实现含钾岩石的大规模开发利用。我国含(富)钾岩石储量达200亿吨以上，从含(富)钾岩石中提取铷，是铷资源的一种新的可工业化路径。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术所述含钾岩石中协同提取钾、铷的方法的流程示意图。图2为不同熔盐热活化温度对钾活化率、铷浸出率的影响的对比图。图3为不同熔盐热活化反应时间对钾活化率、铷浸出率的影响的对比图。图4为不同生石灰添加量对钾活化率、铷浸出率的影响的对比图。图5为不同液固比对钾活化率、铷浸出率的影响的对比图。图6为滤渣的X衍射分析结果图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。本专利技术提供了一种含钾岩石中协同提取钾、铷的方法，包括以下步骤：(1)将含钾岩石破碎、磨矿，得到矿粉；(2)取含钾岩石和碱性添加剂生石灰或熟石灰混合，加入水，置于熔盐炉内熔盐热活化；(3)对活化后的混合物进行固液分离，得到含有铷、钾的过滤液和滤渣，滤渣用于生产硅钙肥；(4)滤液加入碳酸钾水溶液或通入CO2气体进行碳化，过滤除去杂质，获得二次滤液；(5)二次滤液蒸发结晶，获得钾、铷结晶物；(6)钾、铷结晶物焙烧，获得含钾、铷富集物盐，提纯分离获得碳酸钾及碳酸铷。在上述技术方案中，所述含钾岩石为含钾砂岩、含钾页岩、富钾正长岩、富钾火山岩。这些含钾岩石中的主要成分：K2O为7～13％、Rb2O为0.005～0.025％、SiO2为50％～70％。在本专利技术提供的一个实施例中，在步骤(1)中，经磨矿之后的矿粉过325目筛。本专利技术提供的其他实施例中，在步骤(1)中，经磨矿之后的矿粉过200目筛。在本专利技术提供的一个实施例中，在步骤(2)中，所述含钾岩石矿石和碱性添加剂的质量比包括1:0.2，且水与含钾岩石矿石和碱性添加剂生石灰的总质量的质量比为2:1。在本专利技术提供的另一个实施例中，在步骤(2)中，所述含钾岩石矿石和碱性添加剂的质量比包括1:1，且水与含钾岩石矿石和碱性添加剂生石灰的总质量的质量比为3:1。本专利技术提供的其他实施例中，在步骤(2)中，所述含钾岩石矿石和碱性添加剂的质量比包括1:1.5，且水与含钾岩石矿石和碱性添加剂生石灰的总质量的质量比为5:1。在本专利技术提供的一个实施例中，在步骤(2)中，所述熔盐热活化的温度为160℃，时间为6h。在本专利技术提供的另一个实施例中，在步骤(2)中，所述熔盐热活化的温度为280℃，时间为3h。本专利技术提供的其他实施例中，在步骤(2)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含钾岩石中协同提取钾、铷的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n（1）将含钾岩石破碎、磨矿，得到矿粉；/n（2）取含钾岩石和碱性添加剂生石灰或熟石灰混合，加入水，置于熔盐炉内熔盐热活化；/n（3）对活化后的混合物进行固液分离，得到含有铷、钾的过滤液和滤渣，滤渣用于生产硅钙肥；/n（4）滤液加入碳酸钾水溶液或通入CO

【技术特征摘要】
1.一种含钾岩石中协同提取钾、铷的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将含钾岩石破碎、磨矿，得到矿粉；
（2）取含钾岩石和碱性添加剂生石灰或熟石灰混合，加入水，置于熔盐炉内熔盐热活化；
（3）对活化后的混合物进行固液分离，得到含有铷、钾的过滤液和滤渣，滤渣用于生产硅钙肥；
（4）滤液加入碳酸钾水溶液或通入CO2气体进行碳化，过滤除去杂质，获得二次滤液；
（5）二次滤液蒸发结晶，获得钾、铷结晶物；
（6）钾、铷结晶物焙烧，获得含钾、铷富集物盐，提纯分离获得碳酸钾及碳酸铷。


2.根据权利要求1所述的一种含钾岩石中协同提取钾、铷的方法，其特征在于，所述含钾岩石为含钾砂岩、含钾页岩、富钾正长岩、富钾火山岩，且所述含钾岩石中K2O为7～13％、Rb2O为0.005～0.025％、SiO2为50%～70％。


3.根据权利要求1或2所述的一种含钾岩石中协同提取钾、铷的方法，其特征在于，在步骤（1）中，经磨矿之后的矿粉过200～325目筛...

【专利技术属性】
技术研发人员：何瑞明，王勇，李爱民，史伟，李诚，许亚军，
申请(专利权)人：山西省岩矿测试应用研究所山西省贵金属及珠宝玉石检测中心，
类型：发明
国别省市：山西;14