[发明专利]一种基于离子交换强化含铷云母精矿中铷浸出的方法

说明书

本发明公开了一种基于离子交换强化含铷云母精矿中铷浸出的方法。该方法是将含铷云母精矿采用含镁、钠、钙、铅、铁等交换金属离子的酸溶液浸出，得到含铷浸出液。该方法不仅具有提铷效率高、酸耗低、环境污染小等优点，同时离子交换剂的来源广泛、价格低廉。除此之外，离子交换法强化浸出提铷后的浸渣，仍保留云母的层状结构，可进一步作为原料用于生产其它产品，实现含铷云母矿产资源高值化、无尾化综合利用。

技术领域

本发明涉及一种从含铷云母精矿中铷浸出的方法，具体涉及一种利用交换金属离子作为铷离子交换剂强化含铷云母精矿的酸性浸出的方法，属于矿物加工工程和湿法冶金领域。

背景技术

由于铷具有独特的物理化学性质，在很多领域中有着不可替代的地位。传统的应用主要在光电池、电子元件、专用玻璃、化学催化、医药等领域。如今，铷在热电发动机、激光技术转换电能装置等高新技术领域得到越来越广泛的应用。尽管在地壳中铷比锂和铯的资源丰度要高，但是铷没有单独存在的矿物，通常与锂、钾、铯等矿物共伴生。因此，绝大部分铷资源是从云母、长石、铯榴石、高岭土等矿物和盐湖、海水中富集提取。

在现有技术中，从含铷矿物(如云母)中提取铷的方法主要包括以下三种：酸浸法、碱浸法和焙烧-水浸法。酸浸工艺流程简单，浸出率高，缺点主要体现在酸耗高，浸出液中Fe²⁺、Ca²⁺、Fe³⁺、Al³⁺等杂质离子比较多，这些杂质元素通常与铷的浸出行为一致，后续净化除杂工艺较复杂。在碱浸过程中，杂质离子较少，浸出率高，缺点为碱消耗量大，浸出液粘度高，且含有较高浓度的硅需要处理。在焙烧-水浸工艺中，含铷的硅酸盐矿物在700～900℃与氧化钙、氯化钙或硫酸盐添加剂进行焙烧，生成可溶性铷盐经过水浸后溶解在水溶液中，可取得良好的浸出效果，缺点是能耗高，且有大量的焙烧浸渣产生，浸渣堆存和处理将面临较大的经济和环保压力。这些方法的反应条件都是在较强化学环境下进行，通过大量的氢离子、氢氧根或者氟离子、氯离子等破坏铝硅酸盐的晶体结构而释放矿物中的铷。同时，在浸出过程中会产生大量的浸渣难以被资源化利用，不利于环境友好型的矿山建设和资源的充分利用。

云母为典型TOT层状硅酸盐矿物，两层硅氧四面体层(T)中间一层八面体(O)，其中硅氧四面体中有1/4的硅晶格被铝取代而电荷失衡形成八面体，八面体晶格中心主要被锂、铁、镁、铝等元素的离子占据，层间主要离子为钾、钠、铷和铯等碱金属元素，从而平衡硅氧四面体产生的多余负电荷。目前，从云母中提取铷的常用方法仍然是通过高温、强酸或强碱等方法强制性破坏硅酸盐晶格，从而得到游离的铷离子，少有文献和实际工艺关注和利用云母矿物层状结构的特征进行浸出铷。

发明内容

针对已有的从云母中提铷的方法一般反应条件都在较强化学环境下进行，利用大量的氢离子、氢氧根离子、氟离子、氯离子等破坏铝硅酸盐的晶体结构而释放矿物中的铷，在浸出过程中不仅酸、碱的耗量大，且浸渣难以被资源化利用等问题，本发明的目的是在于提供一种基于离子交换强化含铷云母精矿中铷浸出的方法，该方法利用酸性条件下镁离子等交换金属离子与铷离子的交换作用强化含铷云母中铷的浸出，对云母层间的钾、铷等离子的浸出率都在95％以上，对云母晶体的八面体晶格内的铁、铝等元素浸出率均低于20％，不但可以高效提取含铷云母精矿中的铷，而且不破坏云母的层状结构，不影响云母的其他用途，可以实现浸渣的资源化利用。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种基于离子交换强化含铷云母精矿中铷浸出的方法，该方法是将含铷云母精矿采用含交换金属离子的酸溶液浸出，得到含铷浸出液；所述交换金属离子包括镁离子、钠离子、钙离子、铅离子、铁离子中至少一种。