[发明专利]一种锂云母脱氟浸出工艺

说明书

本发明公开了一种锂云母脱氟浸出工艺，该工艺包括以下步骤：（1）磨矿；（2）压煮脱氟；（3）酸解浸出。本发明方法采用碳酸盐溶液与卤素盐的混合溶液，在高温高压条件下压煮，有效破坏锂云母矿石顽固的氟铝硅酸盐结构，使氟更容易地与矿石结构分离，进入溶液中。压煮过程被释放的可溶性锂盐，形成难溶的碳酸锂或卤素锂盐进入脱氟渣，在酸解过程中浸出，得到富含锂的浸出液。本发明所用原料成本低廉，工艺简单，氟脱除率高，且氟进入溶液中，对设备腐蚀较小，工艺流程中溶液可重复回收利用，清洁环保。

技术领域

本发明属于锂云母分解领域，具体涉及一种锂云母脱氟浸出工艺。

背景技术

锂是自然界中半径最小的金属元素，具有独特的物理化学性质。此外由于其较负的电化学电位和较轻的摩尔质量，而在电化学储能设备与器件中得到大规模应用，被誉为“21世纪的能源金属”。越来越大的锂资源需求，也使得锂资源的开发与应用得到越来越多的关注。

锂云母是我国常见的含锂矿物资源，其除了含锂元素之外，还伴生有大量有价金属元素(如钾、铌、钽、铷、铯等)，是我国提取稀有金属的主要原料之一。但是，相对于锂辉石，锂云母的锂含量较低，且大部分存在于铝硅酸盐型晶格内，晶体结构较为致密，锂元素与氟元素的结合力强，化学性质十分稳定。因而，破坏锂元素与氟元素之间的结合力，释放氟元素，是破坏锂云母的矿相结构，提高锂云母反应活性，同时降低硫酸用量的常用方法之一。

传统的硫酸法是当前国内外处理固体含锂矿物的主要方法之一，该工艺是预先将锂云母在850～1100℃的高温水蒸气中进行加热脱氟，再与硫酸在300～450℃下高温焙烧，形成可溶性的锂盐进入浸出液中。但是锂云母的脱氟过程反应温度高，消耗蒸汽量大，能耗高，而且随高温蒸汽逸出的氟化氢气体对设备腐蚀性大，设备防腐要求高。

发明内容

为了减少高温蒸汽消耗量，降低能耗，缓解高温含氟蒸汽对设备的腐蚀，本发明提出了一种锂云母脱氟浸出工艺，通过溶液水浸压煮，使氟以离子状态进入溶液，降低高温蒸汽中的氟化氢或氟气对设备的腐蚀，同时减少高温蒸汽的消耗，达到降低能耗的效果。

本发明的技术方案如下。

一种锂云母脱氟浸出工艺，包括如下步骤：

(1)压煮脱氟：将锂云母加入碳酸盐与卤素盐的混合溶液中，在80～200℃压力为常压～4.2Mpa的条件下搅拌压煮，再进行固液分离，得到脱氟渣和脱氟后液；

(2)酸解浸出：将步骤(1)得到的脱氟渣与酸液混合，在90～220℃压力为常压～5.0Mpa下压煮浸出，固液分离后得到含有价金属的浸出液。进一步的，步骤(1)所述锂云母在加入碳酸盐与卤素盐的混合溶液前先磨细。

更进一步的，磨细后的锂云母的颗粒大小为50～200目。

进一步的，步骤(1)所述混合溶液中的碳酸盐为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾中的一种或几种的混合；所述混合溶液中的卤素盐为氟化钾、氯化钠、氯化钾、溴化钠、溴化钾、碘化钠、碘化钾中的一种或几种的混合。

进一步的，步骤(1)所述混合溶液与锂云母的液固质量比为1.5～3.0:1；所述混合溶液中碳酸根浓度为1～5mol/L，总卤素离子浓度为0.2～1.5mol/L。

进一步的，步骤(1)所述搅拌压煮的时间为0.5～3h。

进一步的，步骤(1)所述固液分离是在搅拌压煮后冷却至80℃之前进行。

进一步的，步骤(2)所述酸液为硫酸、盐酸中的一种或两种的混合酸，总酸度为5～25mol/L。

进一步的，步骤(2)所述酸液与脱氟渣的液固质量比为2.0～4.0:1。

进一步的，步骤(2)所述压煮浸出的时间为2～6h。