一种从锂矿石浸出液综合回收锂、铷、铯的方法技术

本发明专利技术公开了一种从锂矿石浸出液综合回收锂、铷、铯的方法，采用串级萃取

【技术实现步骤摘要】
一种从锂矿石浸出液综合回收锂、铷、铯的方法


[0001]本专利技术涉及有色金属冶炼及环保领域，具体涉及一种从锂矿石浸出液综合回收锂、铷、铯的方法。

技术介绍

[0002]锂作为最轻、密度最小的金属具备独特的物理化学性质，近年来随着电化学储能和电动汽车的迅速发展，锂在新型能源材料领域中的应用日益显现，其开发与利用也受到了高度的关注。铷、铯常与化学性质相近的同族锂、钠、钾等共存，在自然界主要以化合态的形式存在，浓度相对偏低。铷、铯物化性能基本接近，均具有极为活泼的化学性质和优异的光电特性而被广泛应用于电子、化工、能源、医药等领域，例如航天国防的离子火箭推进器，光电材料，特种玻璃等。
[0003]但由于目前锂需求大幅增加，大部分工艺主要针对从盐湖卤水或者锂矿石中锂的提取，而对铷、铯回收研究不多，提锂后的溶液再回收其他有经济价值的金属元素后，一般以固废形式处理，造成铷、铯这种稀有金属的极大浪费。锂、铷、铯资源主要存在于矿石和盐湖卤水资源中，其中从锂矿石综合提取有价金属的工艺主要有石灰石烧结法、硫酸盐法、氯化焙烧法及复合盐焙烧法结合化学浸出将矿物中的锂、铷、铯转入溶液中再进一步加工制备锂盐、铷盐及铯盐。锂矿石浸出液中锂的提取工艺较为成熟，工业上大多采用化学沉淀法将浸出液经蒸发浓缩后加入碳酸钠沉锂制备碳酸锂。现有铷、铯提取工艺主要有沉淀法、离子交换法和溶剂萃取法。沉淀法是从提锂后液分步多次结晶、沉淀分离提取铷、铯的方法，该法工艺过程复杂，回收率低，可能带入微量杂质，增加了除杂工艺难度。离子交换法采用的有机离子交换剂受温度等因素制约高价离子共存时离子交换的效果，而无机离子交换剂在水中的溶解度大。溶剂萃取法相比于离子交换法具有工艺简单、设备少，提取效率高，适合批量化生产，目前是铷、铯提取普遍采用的方法。
[0004]专利CN113174480A公开了一种从含锂、铷、铯硅酸盐矿物中提取锂、铷、铯的方法，该方法将细磨后的矿粉与氯化钙、固氯剂按比例混合进行高温焙烧，焙烧后的焙砂通过化学浸出将锂、铷、铯等金属转入溶液中。浸出液通过化学沉淀得到锂盐，沉锂后液通过萃取
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反萃得到铷盐和铯盐。该专利通过加入固氯剂增大了氯化钙的利用率，焙烧过程无氯气尾气产生，解决了传统氯化焙烧烟气中含氯的问题，但该技术方案仅涉及从硅酸盐矿粉中回收锂、铷、铯的原则工艺流程，对浸出液脱杂、萃取
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反萃段杂质共萃及脱除、萃取余液去向等问题未有提及，导致工艺完整性不够，势必造成金属回收率低，锂、铷和铯的产品纯度较低的结果；同时，该技术方案采用氯化焙烧，浸出萃取也等同氯化物体系，废水处理较硫酸体系复杂。
[0005]专利CN107475537A公开一种从锂云母原料中提取锂、铷、铯的方法，以锂云母为原料通过机械活化处理
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焙烧
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压煮酸浸
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加入沉矾结晶剂
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除杂中和
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浓缩分离萃取分别获得锂盐、铷盐和铯盐。该专利通过控制低温焙烧及等离子高温焙烧相结合脱氟及对焙砂的机械活化处理，使锂云母矿中的金属元素能够极大限度分离提取，并对残留氟深度脱除，大幅
度提高锂云母矿中锂、铷、铯的利用率。该技术方案虽采用分步萃取的方式对沉锂母液中的铷、铯进行回收，降低萃铯过程铷的夹带损失，但未考虑钠、钾的共萃从而影响铯盐、铷盐产品纯度的问题；同时，该技术方案采用结晶种沉淀回收锂，受溶解度限制，沉锂母液中仍含有相当部分的锂(1.5
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2g/L)，使得锂的分离提取率较低。
[0006]专利CN115180640A公开了一种从锂云母提锂后溶液中提取铷铯盐的方法，采用冷冻除杂、净化工艺，在反萃取过程中充入高纯二氧化碳气体，在弱酸性条件下实现对铷、铯的萃取，以流水线方式连续完成萃取和反萃同时实现铷、铯的分离提取。但该技术方案未对铯铷进行分步萃取，载铯铷有机相虽采用洗涤将钠、钾大部分洗脱，但铯、铷无法彻底分离，只能获取铯铷盐混合产品。另外，该技术方案采用纯水和二氧化碳对载铷铯有机相进行洗涤和反萃，虽避免了强酸对设备的腐蚀性，但仍有部分铯铷残留于有机相，导致其回收率低，且二氧化碳和水形成弱酸性的碳酸利用率低，需要更多反萃级数才能实现铷铯富集的目的。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种从锂矿石浸出液综合回收锂、铷、铯的方法。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种从锂矿石浸出液综合回收锂、铷、铯的方法，包括如下步骤：
[0010]S1、向除杂后的锂矿石浸出液加入碳酸钠除钙；
[0011]S2、将步骤S1获得的除钙后液与萃取剂混合后进行1～10级逆流萃取，待萃取平衡后分相，获得萃锂余液和载锂有机相；载锂有机相转入步骤S2，萃锂余液转入步骤S6；
[0012]S3、将步骤S2获得的载锂有机相与洗涤液混合后进行1～10级逆流或错流洗涤，获得含钠钾洗涤液和洗涤载锂有机相，含钠钾洗涤液返回步骤S2中进行锂的萃取；
[0013]S4、将步骤S3获得的洗涤载锂有机相与反萃液混合后进行1～10级逆流或错流反萃，待萃取平衡后分相，获得富锂反萃液和空载有机相，空载有机相返回步骤S2作为萃取剂参与萃取；
[0014]S5、向步骤S4获得的富锂反萃液加入碳酸钠进行沉锂获得沉锂母液和碳酸锂产品，沉锂母液返回步骤S1用于锂矿石浸出液的脱钙；
[0015]S6、步骤S2获得的萃锂余液经电渗析浓缩获得淡水和浓水；
[0016]S7、将步骤S6获得的浓水调节pH后与萃取剂混合进行1～10级逆流萃取，待萃取平衡后分相，获得载铯有机相和萃铯余液；载铯有机相转入步骤S8，萃铯余液转入步骤S11；
[0017]S8、将步骤S7获得的载铯有机相与洗涤液混合后进行1～10级逆流或错流洗涤，获得含铷洗涤液和洗涤载铯有机相，含铷洗涤液返回步骤S7中继续进行铯的萃取；
[0018]S9、步骤S8获得的洗涤载铯有机相与反萃液相互混合进行1～10级逆流或错流反萃，待萃取平衡后分相，获得富铯反萃液和空载有机相，空载有机相返回步骤S7作为萃取剂参与萃取；
[0019]S10、将步骤S9获得的富铯反萃液进行蒸发结晶获得铯盐产品；
[0020]S11、将步骤S7获得的萃铯余液调节pH后再与萃取剂进行混合进行1～10级的逆流萃取，萃取平衡后分相，获得萃铷余液和载铷有机相，萃铷余液进行蒸发结晶将钠钾盐开
路；
[0021]S12、将步骤S11获得的载铷有机相与洗涤液混合后进行1～10级逆流或错流洗涤，获得含钠钾洗涤液和洗涤载铷有机相，含钠钾洗涤液返回步骤S11进行铷的萃取；
[0022]S13、将步骤S12获得的洗涤载铷有机相与反萃液混合进行1～10级逆流或错流反萃，待萃取平衡后分相，获得富铷反萃液和空载有机相，空载有机相返回步骤S11作为萃取剂参与萃取；
[0023]S14、将步骤S13获得的富铷反萃液进行蒸发结晶获得铷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从锂矿石浸出液综合回收锂、铷、铯的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、向除杂后的锂矿石浸出液加入碳酸钠除钙；S2、将步骤S1获得的除钙后液与萃取剂混合后进行1～10级逆流萃取，待萃取平衡后分相，获得萃锂余液和载锂有机相；载锂有机相转入步骤S2，萃锂余液转入步骤S6；S3、将步骤S2获得的载锂有机相与洗涤液混合后进行1～10级逆流或错流洗涤，获得含钠钾洗涤液和洗涤载锂有机相，含钠钾洗涤液返回步骤S2中进行锂的萃取；S4、将步骤S3获得的洗涤载锂有机相与反萃液混合后进行1～10级逆流或错流反萃，待萃取平衡后分相，获得富锂反萃液和空载有机相，空载有机相返回步骤S2作为萃取剂参与萃取；S5、向步骤S4获得的富锂反萃液加入碳酸钠进行沉锂获得沉锂母液和碳酸锂产品，沉锂母液返回步骤S1用于锂矿石浸出液的脱钙；S6、步骤S2获得的萃锂余液经电渗析浓缩获得淡水和浓水；S7、将步骤S6获得的浓水调节pH后与萃取剂混合进行1～10级逆流萃取，待萃取平衡后分相，获得载铯有机相和萃铯余液；载铯有机相转入步骤S8，萃铯余液转入步骤S11；S8、将步骤S7获得的载铯有机相与洗涤液混合后进行1～10级逆流或错流洗涤，获得含铷洗涤液和洗涤载铯有机相，含铷洗涤液返回步骤S7中继续进行铯的萃取；S9、步骤S8获得的洗涤载铯有机相与反萃液相互混合进行1～10级逆流或错流反萃，待萃取平衡后分相，获得富铯反萃液和空载有机相，空载有机相返回步骤S7作为萃取剂参与萃取；S10、将步骤S9获得的富铯反萃液进行蒸发结晶获得铯盐产品；S11、将步骤S7获得的萃铯余液调节pH后再与萃取剂进行混合进行1～10级的逆流萃取，萃取平衡后分相，获得萃铷余液和载铷有机相，萃铷余液进行蒸发结晶将钠钾盐开路；S12、将步骤S11获得的载铷有机相与洗涤液混合后进行1～10级逆流或错流洗涤，获得含钠钾洗涤液和洗涤载铷有机相，含钠钾洗涤液返回步骤S11进行铷的萃取；S13、将步骤S12获得的洗涤载铷有机相与反萃液混合进行1～10级逆流或错流反萃，待萃取平衡后分相，获得富铷反萃液和空载有机相，空载有机相返回步骤S11作为萃取剂参与萃取；S14、将步骤S13获得的富铷反萃液进行蒸发结晶获得铷盐产品。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，萃取剂和除钙后液按照体积比1:10～10:1的比例混合，单级萃取时间为1～30min；所述萃取剂为双酮类化合物、有机磷类化合物和煤油的组合。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，载锂有机相和洗涤液按照体积比1:1～20:1的比例混合，单级洗涤时间为1～30min；洗涤液为酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：王乾坤，谢洪珍，匡晨，王俊娥，薛祥，邱耀兴，王梅君，
申请(专利权)人：厦门紫金矿冶技术有限公司，
类型：发明
国别省市：