一种从锂云母渣中综合回收锂、铷、铯的方法技术

本发明专利技术公开了一种从锂云母渣中综合回收锂、铷、铯的方法，其具体包括以下步骤：S1、焙烧和浸出：将锂渣高温焙烧后，用水浸出，得到非、浸出液和1号渣；S2、除杂和沉锂：将浸出液调至碱性，去除杂质后，分离清液，在其中加入Na2CO3溶液进行沉锂，搅洗后得到碳酸锂；S3、酸浸、调浆和过滤：将1号渣和浓硫酸进行充分反应后生成硫酸盐，加水调浆后进行过滤，所得尾渣为水泥原料，所得浸出液备用；S4、除杂、萃取和反萃：浸出液调至碱性后，进行除钙，所得除杂液进行萃取，NaOH洗涤萃取液后用稀盐酸和浓盐酸依次反萃。本方法能够提高锂渣的利用率和对锂、铷、铯的回收率，避免了资源浪费和环境污染。避免了资源浪费和环境污染。避免了资源浪费和环境污染。

【技术实现步骤摘要】
一种从锂云母渣中综合回收锂、铷、铯的方法


[0001]本专利技术涉及锂云母渣废料回收领域，尤其涉及一种从锂云母渣中综合回收锂、铷、铯的方法。

技术介绍

[0002]锂云母渣是锂云母通过硫酸法或者盐法提锂过程中产生的废渣。
[0003]锂云母渣的主要成分如下表1所示：
[0004]序号成分质量含量(％)序号成分质量含量(％)1SO316.9314Fe4.21 2SiO215.8015Na2O1.57 3CaO15.1416Na1.16 4Ca10.8317MnO0.660 5Al2O310.6618Mn0.511 6K2O8.0919MgO0.288 7Si7.3920Mg0.174 8Sx6.7821Nb2O50.162 9K6.7222TiO20.157 10Al5.6423ZnO0.139 11Fe2O36.0224Nb0.114 12Rb2O4.9725Zn0.111 13Rb4.5526Ti0.0944
[0005]从表1可看出，锂云母渣的化学成分复杂，含有较多的SiO2和Al2O3，主要以无定性形式存在。渣中还含有较多的SO3、K2O、CaO、Fe2O3和Rb2O等，其中有价值的金属还包括Li、Fe、Rb、Cs、Zn和K等等。随着碳酸锂价格的飞速上涨，碳酸锂的产量也急剧上升，锂渣的产量也随之提升。目前生产一吨碳酸锂约产生30吨的锂云母渣。
[0006]锂渣当前只有极少数能用于建筑材料，绝大部分都是采用就地堆放的方法处理，锂渣的利用率和回收率都极低。
[0007]固体废物的堆放造成了环境污染以及资源浪费。

技术实现思路

[0008]为解决上述问题，本专利申请一种从锂云母渣中综合回收锂、铷、铯的方法，将提取出锂、铷、铯后的锂渣用于建筑耗材，达到尾渣综合利用的目标，实现固废资源化，解决资源浪费和环境污染问题。
[0009]本专利技术提出的一种从锂云母渣中综合回收锂、铷、铯的方法，包括以下步骤：
[0010]S1、焙烧和浸出：将锂渣高温下进行焙烧，将锂渣中的锂转化为可溶锂，然后用水直接浸出，使锂渣中的绝大部分Li和少部分Na、K、Mg、Fe和Al等浸出到溶液中，分离得到浸
出液和1号渣；
[0011]S2、除杂和沉锂：使用NaOH将浸出液调至碱性，将其中的Mg、Fe和Al等金属元素沉淀下来，再加入碳酸钠除Ca，分离清液后加入Na2CO3溶液进行沉锂和搅洗，对碳酸锂进行沉淀、烘干、破碎等步骤，制得成品碳酸锂；
[0012]S3、酸浸、调浆和过滤：在1号渣中加入浓H2SO4，在一定温度下进行反应，使其中的Na、K、Mg、Al、Zn、Rb、Cs等金属氧化物完全溶解，生成硫酸盐，加水进行调浆，将过滤出的尾渣用作水泥原材料销售，分离出浸出液；
[0013]S4、除杂、萃取和反萃：步骤S3中分离所得的浸出液加NaOH调pH至11以上，再加入碳酸钠进行除钙，得到2号渣与除杂液；对除杂液进行萃取，采用t
‑
BAMBP(4
‑
仲丁基
‑
2(α
‑
甲苄基)苯酚)作为萃取剂，二甲苯作为稀释剂，将萃取液用氢氧化钠溶液进行洗涤，分别用稀盐酸和浓盐酸依次进行反萃，分理出氯化铷和氯化铯，将反萃后的有机相返回萃取步骤中循环使用。
[0014]优选地，S1中，焙烧温度为800
‑
1000℃，被烧时间为0.5
‑
3h；浸出条件为50
‑
95℃条件下搅拌浸出0.5
‑
3h。
[0015]优选地，S2中，将浸出液调至pH为11以上，碳酸钠的加入量等于溶液中钙离子的物质的量；沉锂步骤中加入的碳酸钠溶液浓度为100
‑
400g/L，配置好溶液后需进行过滤除杂；去离子水搅洗条件为70
‑
95℃s。
[0016]优选地，在S3中，所述浓硫酸的质量分数为98％，所述浓硫酸的用量为1号渣的15％
‑
35％；所述反应50
‑
250℃烘箱中进行，时间为0.5
‑
3h；调浆过程的加水量为质量比的60
‑
140％。
[0017]优选地，S4中，采用t
‑
BAMBP在碱性条件下进行萃取，其萃取机理为(其中M代表Rb、Cs)：
[0018]M
+(aq)
+4ROH
(org)
＝MOR
·
3ROH
(org)
+H
+(aq)
。
[0019]优选地，S4中，萃取相比(有机相与水相的体积比)为1:1
‑
10:1，萃取时间为1
‑
40min，所述萃取液t
‑
BAMBP浓度为0.1
‑
3mol/L，萃取温度为30
‑
80℃。
[0020]优选地，S4中，所述洗涤用的NaOH浓度为0.1
‑
2mol/L；反萃所用稀盐酸浓度为0.0001
‑
0.001mol/L，浓盐酸浓度为0.5
‑
4mol/L。
[0021]优选地，S4中，萃取需经过多级逆流萃取。
[0022]有益效果：
[0023]本专利技术公开了一种回收锂云母渣中锂、铷、铯的方法，具体为将锂云母渣进行高温焙烧后，通过直接浸出处理得到浸出液和1号渣，后分别对两者进行不同处理，将所述浸出液制得成品碳酸锂，将所述1号渣与硫酸进行反应得到水泥原材料和二次浸出液，最后，对该浸出液进行萃取和反萃取回收其中的铷元素和铯元素。本专利技术的回收方法对锂云母渣进行充分的利用，其中对于锂的回收能够达到80％以上，对于铷、铯的回收能够达到90％左右。在其回收过程中不仅制得成品碳酸锂能够直接投入使用，还能够得出水泥原材料能够直接用于销售，并且对铷、铯稀有金属进行回收，实现了固体废物资源化处理，达到了综合利用工业废渣的可循环目标，避免了资源浪费和环境污染。
附图说明
[0024]图1为本专利技术专利提出的一种从锂云母渣中回收锂、铷、铯的方法的工艺流程图。
具体实施方式
[0025]下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。
[0026]实施例1
[0027]一种从锂云母渣中综合回收锂、铷、铯的方法，包括以下步骤：
[0028]S1、焙烧和浸出：将锂渣在850℃下焙烧3h，将锂渣中的锂转化为可溶锂，然后用水在80℃下浸出1h，使锂渣中的绝大部分Li和少部分Na、K、Mg、Fe和Al等浸出到溶液中，分离得到浸出液和1号渣；
[0029]S2、除杂和沉锂：使用NaOH将浸出液调至pH＝12，将其中的Mg、Fe和Al等金属元素沉淀下来，再加入碳酸钠除Ca，分离清液后加入300g/L的Na2CO3溶液进行沉锂，用去离子水在90℃下搅洗三次，然后过滤、烘干、破碎，制得成品碳酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从锂云母渣中综合回收锂、铷、铯的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、焙烧和浸出：将锂渣高温下进行焙烧，将锂渣中的锂转化为可溶锂，然后用水直接浸出，使锂渣中的绝大部分Li和少部分Na、K、Mg、Fe和Al等浸出到溶液中，分离得到浸出液和1号渣；S2、除杂和沉锂：使用NaOH将浸出液调至碱性，将其中的Mg、Fe和Al等金属元素沉淀下来，再加入碳酸钠除Ca，分离清液后加入Na2CO3溶液进行沉锂和搅洗，对碳酸锂进行沉淀、烘干、破碎等步骤，制得成品碳酸锂；S3、酸浸、调浆和过滤：在1号渣中加入浓H2SO4，在一定温度下进行反应，使其中的Na、K、Mg、Al、Zn、Rb、Cs等金属氧化物完全溶解，生成硫酸盐，加水进行调浆，将过滤出的尾渣用作水泥原材料销售，分离出浸出液；S4、除杂、萃取和反萃：步骤S3中分离所得的浸出液加NaOH调pH至11以上，再加入碳酸钠进行除钙，得到2号渣与除杂液；对除杂液进行萃取，洗涤后进行反萃，将反萃后的有机相返回萃取步骤中循环使用。2.根据权利要求1所述的从锂云母渣中综合回收锂、铷、铯的方法，其特征在于，在S1中，焙烧温度为800
‑
1000℃，焙烧时间为0.5
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3h；浸出条件为50
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95℃条件下搅拌浸出0.5
‑
3h。3.根据权利要求1所述的从锂云母渣中综合回收锂、铷、铯的方法，其特征在于，在S2中，将浸出液调至pH为11以上，碳酸钠的加入量等于溶液中钙离子的物质的量；沉锂步骤中加入的碳酸钠溶液浓度为100
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400g/L，配置好溶液后需进行过滤除杂；去离子水搅洗条件为70
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95℃。4.根据权利要求1所述的从锂云母渣中综合回收锂、铷、铯的方法，其特征在于，在S3中，所述浓硫酸的质量分数为98％，所述浓硫酸的用量为1号渣的15％
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35％；所述反应50
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250℃烘箱中进行，时间为0.5
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【专利技术属性】
技术研发人员：彭雨辰，崔颢，黄忠喜，王耀，
申请(专利权)人：宜丰国轩锂业有限公司，
类型：发明
国别省市：