一种微波-超声耦合浸出锂矿石的方法技术

本发明专利技术公开了一种微波

【技术实现步骤摘要】
一种微波
‑
超声耦合浸出锂矿石的方法


[0001]本专利技术属于矿物提取
，尤其涉及一种微波
‑
超声耦合浸出锂矿石的方法。

技术介绍

[0002]作为一种新型能源和战略资源，锂及其化合物广泛应用于锂电池、陶瓷、玻璃、铝冶炼、医药等工业领域。近年来，随着锂离子电池在便携式电子设备、电动汽车、空间技术和国防工业等领域的广泛应用，对锂的需求量日益增加，锂资源的开发利用成为当前科技和工业关注的焦点。
[0003]自然界中锂的赋存形式分为盐湖锂和矿石锂，其中，矿石锂主要存在于锂辉石和锂云母等伟晶岩矿物中。虽然我国盐湖锂资源丰富，但由于我国盐湖卤水中镁锂比高，导致提锂难度大。因此，国内矿石提锂工艺仍然占据着主导地位。以锂矿石为原料提取锂的方法主要有石灰石法，硫酸法、硫酸盐法、氯化物法、和压煮法。无论采用何种工艺，其锂矿石的高温焙烧都是不可或缺的步骤，存在焙烧能源消耗大、高温下矿物焙烧不均匀以及容易出现熔融结圈等一系列问题，通过技术创新和改造、进一步降低成本是矿石提锂技术的发展趋势，而如何提高锂精矿的转型率，降低焙烧过程能耗，对提高锂矿石提锂工艺的整体经济性具有重要作用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：针对上述现有技术中焙烧能源消耗大、高温下矿物焙烧不均匀以及容易出现熔融结圈等一系列锂矿石工艺中存在的问题，提供一种微波
‑
超声耦合浸出锂矿石的方法。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种微波<br/>‑
超声耦合浸出锂矿石的方法，包括以下步骤：
[0007]将锂矿石粉碎，加入活化剂粉末，再置于微波条件下照射处理，然后加入硫酸溶液进行调浆，在搅拌同时进行超声处理，最后浸出锂矿石；
[0008]或
[0009]将锂矿石粉碎，加入活化剂粉末，然后加入硫酸溶液进行调浆，在搅拌同时进行超声处理，最后浸出锂矿石；
[0010]或
[0011]将锂矿石粉碎，加入活化剂粉末，再置于微波条件下照射处理，然后加入硫酸溶液进行调浆，最后浸出锂矿石。
[0012]本专利技术采用微波预处理照射锂矿石，矿粒间能够产生热应力裂纹和孔隙，其表面性质、内部结构也发生改变。由于微波具有选择性加热的特性，微波能够渗入到物料内部，矿石中的锂在微波场中会与活化剂反应而被选择性活化，从而提高其浸出性能，并有效降低矿石中杂质元素的浸出。
[0013]本专利技术在浸出过程中，利用超声波的空化作用，超声波在矿浆中产生空化现象，当
空化泡崩溃时，在极短时间内和在空化泡周围极小的空间内，产生5000K以上的高温和大约5
×
107Pa的高压，温度变化率高达109K/s，并产生强烈的冲击波和(或)时速达400Km的射流；超声波的空化作用能够进一步促进使锂矿石中的锂与活化剂的进一步反应，使其快速转型，射流又对矿浆产生强烈的搅拌作用，二者的共同作用加速和促进了矿石中锂的高效浸出。
[0014]进一步地，锂矿石为含有锂元素的矿石，包括锂云母、锂辉石、透锂长石、锂磷铝石、铁锂云母等。
[0015]进一步地，锂矿石粉碎后大于等于200目；优选为200目。
[0016]进一步地，活化剂为硫酸钾、硫化钠和硫酸铵中的至少一种。
[0017]进一步地，活化剂与锂矿石的质量比为0.05
‑
0.5:1；优选为0.2:1。
[0018]进一步地，微波频率为600
‑
5000MHz，照射时间5
‑
60min。
[0019]进一步地，微波频率2500MHz，照射时间8min。
[0020]进一步地，硫酸溶液的浓度为0.5
‑
5mol/L；所述硫酸溶液与锂矿石的比为1L:0.1
‑
1kg。
[0021]进一步地，硫酸溶液的浓度为4mol/L；所述硫酸溶液与锂矿石的比为1L:0.5kg。
[0022]进一步地，超声处理时间为0.5
‑
4h，超声波声强1
‑
4.0W/cm3。
[0023]进一步地，超声处理时间为2h，超声波声强3.0W/cm3。
[0024]进一步地，浸出过程中搅拌转速为200
‑
500rpm，浸出温度为30
‑
100℃，浸出时间为30
‑
300min。
[0025]进一步地，浸出过程中搅拌转速为400rpm，浸出温度为80℃，浸出时间为150min。
[0026]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0027]1、本专利技术采用微波与超声波相结合的方式进行锂矿石的浸出，集微波、超声强化、硫酸盐活化、硫酸浸出于一体，实现锂矿石低温免焙烧转晶与强化浸出，本专利技术建立了完整、高效的浸出体系，克服了以往各种单一体系能耗高，污染环境，缺少强化手段及活化剂，使得锂浸出率偏低，工艺流程比较长和成本高等缺点；
[0028]2、本专利技术无需进行焙烧等预处理手段，大大缩短了工艺工序，节省了工艺时间；
[0029]3、本专利技术的方法使用微波辅助强化浸出，微波能够渗入到物料内部，使矿粒间产生热应力裂纹和孔隙，其表面性质、内部结构也发生改变被活化，该方法选择性高、升温速率快、加热效率高，综合效率高；
[0030]4、本专利技术方法使用超声强化，进一步促进使锂矿石中的锂与活化剂的进一步反应，缩短了浸出时间，提高了锂的浸出率；
[0031]5、本专利技术使用了对环境更友好、更为廉价的活化剂，有利于保护环境，且降低了生产成本；
[0032]6、本专利技术采用微波、超声波与活化剂相结合的方式，使用范围广，浸出效果好，对于不同类型的锂矿石，锂浸出率均可达99.6％及其以上。
具体实施方式
[0033]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限
定本专利技术，即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。
[0034]因此，以下对提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微波
‑
超声耦合浸出锂矿石的方法，其特征在于，包括以下步骤：将锂矿石粉碎，加入活化剂粉末，再置于微波条件下照射处理，然后加入硫酸溶液进行调浆，在搅拌同时进行超声处理，最后浸出锂矿石；或将锂矿石粉碎，加入活化剂粉末，然后加入硫酸溶液进行调浆，在搅拌同时进行超声处理，最后浸出锂矿石；或将锂矿石粉碎，加入活化剂粉末，再置于微波条件下照射处理，然后加入硫酸溶液进行调浆，最后浸出锂矿石。2.根据权利要求1所述的微波
‑
超声耦合浸出锂矿石的方法，其特征在于，所述锂矿石为含有锂元素的矿石。3.根据权利要求1所述的微波
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超声耦合浸出锂矿石的方法，其特征在于，所述锂矿石粉碎后大于等于200目。4.根据权利要求1所述的微波
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超声耦合浸出锂矿石的方法，其特征在于，所述活化剂为硫酸钾、硫化钠和硫酸铵中的至少一种。5.根据权利要求1所述的微波
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超声耦合浸出锂矿石的方法，其特征在于，所述活化剂与锂矿石的质量比为0.05
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0...

【专利技术属性】
技术研发人员：任燕，邹廷军，
申请(专利权)人：成都大川锂电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：