一种对锂云母浸出液的除杂方法与系统的制作方法
【专利摘要】一种锂云母浸出液的除杂方法，其特征在于，先对浸出液先进行固液分离，以便于抽滤；再进行一价离子与多价离子的分离，以除去Fe、Al、Mn、Mg等杂质。优选地，利用陶瓷膜对浸出液进行固液分离，以除去浸出液中的固体杂质，通过纳滤膜进行一价离子与多价离子的分离。本发明可降低锂云母浸出液在除杂过程中锂、铷、铯的损失率，同时可以降低能耗。
【专利说明】一种对锂云母浸出液的除杂方法与系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种锂云母浸出液的除杂方法与系统，尤其是集成膜法、化学沉淀法对锂云母浸出液进行除杂，属于冶金【技术领域】。
【背景技术】
[0002]采用了硫酸盐法的锂云母浸出液中含有大量的杂质元素，主要有铝、铁、锰、镁。
[0003]长期以来，对锂云母浸出液进行除杂的方法主要是采用通过控制pH值的分步沉淀法，除杂效果明显，但是，锂、铷、铯的损失率太高，并且，在沉淀过程中需要加热，这严重影响了锂、铷、铯的回收率，而且也增加了能耗。
[0004]然而，在本【技术领域】中，一直采用传统的工艺，已经形成了思维惯性，虽然需要降低锂云母浸出液在除杂过程中锂、铷、铯的损失率，需要降低能耗，但本领域的技术人员不愿意去改变现状，也从来没有人思考如何去改变现状。
【发明内容】
[0005]本发明目的是提供一种锂云母浸出液的除杂方法与系统，其可降低锂云母浸出液在除杂过程中锂、铷、铯的损失率，同时可以降低能耗。
[0006]为此，根据本发明的一个方面，提供了一种锂云母浸出液的除杂方法，其特征在于，先对浸出液先进行固液分离，以便于抽滤；再进行一价离子与多价离子的分离，以除去Fe、Al、Mn、Mg等杂质(在这过程中，根本无需加热，由此降低了能耗)。
[0007]优选地，利用陶瓷膜对浸出液进行固液分离，以除去浸出液中抽滤机难抽的细粒径固体杂质。
[0008]优选地，通过纳滤膜进行一价离子与多价离子的分离，使大部分一价离子与多价离子分离，减少一价离子的损失。
[0009]优选地，对未通过纳滤膜的浓液(含几乎所有多价离子和少量一价离子)进行化学分步沉淀回收Fe、Al、Mn、Mg，变废为宝。
[0010]优选地，锂的损失率可降至2.6%，铷的损失率可降至3.3%，铯的损失率可降至3.5%。
[0011]优选地，锂的损失率可降至2.4%，铷的损失率可降至3.1%，铯的损失率可降至
3.3%。
[0012]优选地，锂云母浸出液出自锂云母精矿；锂云母精矿是钽铌矿采选的副产品；和/或,锂云母精矿含有3.5-4.3%的Li20、还含有0.8-1.2%的Rb20、0.2-0.4%的Cs20。
[0013]优选地，锂云母浸出液通过硫酸盐法得到。
[0014]优选地，先加入CaCl2部分除去硫酸根引入氯离子，采用纳米陶瓷膜进行固液分离。
[0015]优选地，所得清液进入纳滤膜，控制pH值在2-11之间，在5_40MPa之间调整压力，对浸出液清液进行一价离子和多价离子的分离，一价离子锂、铷、铯、钾、钠及氯通过纳滤膜至收液桶，二价及多价离子Fe、Al、Mn、Mg和硫酸根被截留在原液桶中达到一价离子和多价离子分离效果；和/或，原液桶中的多价离子进行分步沉淀，可得到氢氧化铁、氢氧化铝、氢氧化锰、氢氧化镁等副产品，收液桶中一价离子再通过反渗透膜浓缩可采用传统方法沉锂、析盐、提铷铯。
[0016]根据本发明的另外一个方面，提供了一种锂云母浸出液的除杂系统，其特征在于，包括:
[0017]锂云母浸出液容器，其与用于除去硫酸根的CaCl2加入器连通；
[0018]用于固液分离的纳米陶瓷膜装置，其设置在锂云母浸出液容器的下游，与锂云母浸出液容器连通，并且具有至锂云母浸出液容器的反馈通道；
[0019]纳滤膜装置，其设置在纳米陶瓷膜装置的下游，与纳米陶瓷膜装置连通，对浸出液清液进行一价离子和多价离子的分离；
[0020]用于容纳一价离子锂、铷、铯、钾、钠及氯的收液桶，其设置在纳滤膜装置的下游，与纳滤膜装置连通，该收液桶与反渗透膜浓缩装置连通，该反渗透膜浓缩装置与沉锂、析盐、提铷铯的产品容器连通；
[0021 ] 用于容纳二价及多价离子Fe、Al、Mn、Mg和硫酸根的原液桶，其也设置在纳滤膜装置的下游。
[0022]优选地，原液桶与第一 pH值控制装置连通。
[0023]优选地，在第一 pH值控制装置的下游，还设有过滤器。
[0024]优选地，过滤器分别与氢氧化铁沉淀收集容器和第一滤液装置连通。
[0025]优选地，第一滤液装置与第二 pH值控制装置连通，第二 pH值控制装置与氢氧化铝沉淀收集容器和第二滤液装置连通。
[0026]优选地，第二滤液装置与第三pH值控制装置连通，第三pH值控制装置与氢氧化锰收集容器和第三滤液装置连通。
[0027]优选地，第三滤液装置与碳酸钙添加装置连通，碳酸钙添加装置与氢氧化镁收集容器和第四滤液装置连通，第四滤液装置也与收液桶连通。
[0028]根据本发明，首先利用陶瓷膜对浸出液进行固液分离，以除去浸出液中的固体杂质，然后，再利用纳滤膜进行一价离子与多价离子的分离，以除去Fe、Al、Mn、Mg等杂质。
[0029]根据本发明，通过利用陶瓷膜对浸出液先进行固液分离，避免了抽滤难的问题。
[0030]根据本发明，通过纳滤膜进行一价离子与多价离子的分离，可以有效地除去Fe、Al、Mn、Mg等杂质，同时，在这过程中，根本无需加热，由此降低了能耗。
[0031]根据本发明，在一个实施例中，锂的损失率可降至2.6%，铷的损失率可降至3.3%，铯的损失率可降至3.5%。根据本发明，在另外一个实施例中，锂的损失率可降至2.4%,铷的损失率可降至3.1 %，铯的损失率可降至3.3%。这不仅是有益的技术效果，而且是预料不到的技术效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1是根据本发明的锂云母浸出液的除杂系统的结构原理图。
【具体实施方式】
[0033]如图1所示，在本发明的一个实施例中，在锂云母浸出液容器I中，先加入CaCl2除去硫酸根，再采用纳米陶瓷膜装置2进行固液分离，所得清液进入纳滤膜装置3，通过对浸出液清液进行一价离子和多价离子的分离，一价离子锂、铷、铯、钾、钠及氯通过纳滤膜装置3被收集至收液桶4 ;而二价及多价离子Fe、Al、Mn、Mg和硫酸根被截留在原液桶中。收液桶4中的一价离子再通过反渗透膜浓缩，可采用传统方法沉锂、析盐、提铷铯。
[0034]原液桶中的多价离子通过氢氧化钠把pH值控制在3-4.5之间，经过过滤器5得到的氢氧化铁沉淀收集在容器6，把滤液装置7内的pH值控制在4.5-7.5之间，经过过滤得到的氢氧化铝沉淀收集在容器8，把滤液装置9内的pH值控制在7.5-10.5之间，经过过滤得到的氢氧化锰沉淀收集在容器10，在滤液装置11内加入碳酸钙，经过过滤得到的氢氧化镁沉淀收集在容器12，把滤液装置13内的清液被收集至收液桶4。
[0035]锂云母精矿作为钽铌矿采选的副产品，不仅含有3.5-4.3%的Li2O,还含有0.8-1.2%的Rb20、0.2-0.4%的Cs2O,价格低廉，已形成15万吨/年的生产能力。
[0036]本发明以通过硫酸盐法得到的锂云母浸出液为基础，先加入CaCl2除去硫酸根，采用纳米陶瓷膜进行固液分离，所得清液进入纳滤膜，控制PH值在2-11之间，在5-40MPa之间调整压力，对浸出液清液进行一价离子和多价离子的分离，一价离子锂、铷、铯、钾、钠及氯通过纳滤膜至收液桶，二价及多价离子Fe、Al、Mn、Mg和硫酸根被截留在原液桶中达到一价离子和多价离子分离效果。原液桶中的多价离子进行分步沉淀，可得到氢氧化铁、氢氧化铝、氢氧化锰、氢氧化镁等副产品，收液桶中一价离子再通过反渗透膜浓缩可采用传统方法沉锂、析盐、提铷铯。
[0037]实施例:取200L锂云母浸出液，加入CaCl2除去硫酸根，采用纳米陶瓷膜进行固液分离，过滤后得到192L溶液，均分成四份，每份48L备用。
[0038]实施例1:取一份48L上述溶液，调pH值为2-2.5(由于pH值若大于2.5会有Fe(OH)3析出)，在压力为25MPa的纳滤膜中进行一价离子和多价离子的分离，得滤液42L(若继续分离，则过滤速度过慢，能耗增加)，锂透过率为78.5%。原液桶中分步沉淀后，原液中锂损失了 3.1%。在除杂过程中总收率为96.9%，锂损失率为3.1%。
[0039]实施例2:取一份48L上述溶液，调pH值为2_2.5 (由于pH值若大于2.5会有Fe(OH)3析出)，在压力为30MPa的纳滤膜中进行一价离子和多价离子的分离，得滤液42L (若继续分离，则过滤速度过慢，能耗增加)，锂透过率为80.3%。原液桶中分步沉淀后，原液中锂损失了 2.9%。在除杂过程中总收率为97.1%，锂损失率为2.9%。
[0040]实施例3:取一份48L上述溶液，调pH值为2-2.5 (由于pH值若大于2.5会有Fe(OH)JFm )，在压力为35MPa的纳滤膜中进行一价离子和多价离子的分离，得滤液42L，锂透过率为82.6%。原液桶中分步沉淀后，原液中锂损失了 2.6%。在除杂过程中总收率为97.4%，锂损失率为2.6%。
[0041]实施例4:取一份48L上述溶液，调pH值为2_2.5 (由于pH值若大于2.5会有Fe(OH)JFm )，在压力为40MPa的纳滤膜中进行一价离子和多价离子的分离，得滤液42L，锂透过率为82.6%。原液桶中分步沉淀后，原液中锂损失了 2.6%。在除杂过程中总收率为97.4%，锂损失率为2.6%。
[0042]根据本发明，浸出液中还有固体物体存在，必须先除固体物体，再进行一价离子与多价离子的分离。
[0043] 根据本发明，加入氯化钙主要是引入氯离子，部分除去硫酸根离子。
【权利要求】
1.一种锂云母浸出液的除杂方法，其特征在于，先对浸出液先进行固液分离，以便于抽滤；再进行一价离子与多价离子的分离，以除去Fe、Al、Mn、Mg等杂质(在这过程中，根本无需加热，由此降低了能耗)。
2.如权利要求1所述的除杂方法，其特征在于，利用陶瓷膜对浸出液进行固液分离，以除去浸出液中的固体杂质；和/或，通过纳滤膜进行一价离子与多价离子的分离。
3.如权利要求1所述的除杂方法，其特征在于，锂的损失率可降至2.6%，铷的损失率可降至3.3%，铯的损失率可降至3.5% ;优选地，锂的损失率可降至2.4%，铷的损失率可降至3.1%，铯的损失率可降至3.3%。
4.如权利要求1所述的除杂方法，其特征在于，锂云母浸出液出自锂云母精矿；锂云母精矿是钽铌矿采选的副产品；和/或，锂云母精矿含有3.5-4.3%的Li20、还含有0.8-1.2%的 Rb20、0.2-0.4%的 Cs20。
5.如权利要求1所述的除杂方法，其特征在于，锂云母浸出液通过硫酸盐法得到。
6.如权利要求1所述的除杂方法，其特征在于，先加入CaCl2除去硫酸根，采用纳米陶瓷膜进行固液分离。
7.如权利要求6所述的除杂方法，其特征在于，所得清液进入纳滤膜，控制pH值在2-11之间，在5-40MPa之间调整压力，对浸出液清液进行一价离子和多价离子的分离，一价离子锂、铷、铯、钾、钠及氯通过纳滤膜至收液桶，二价及多价离子Fe、Al、Mn、Mg和硫酸根被截留在原液桶中达到一价离子和多价离子分离效果；和/或，原液桶中的多价离子进行分步沉淀，可得到氢氧化铁、氢氧化铝、氢氧化锰、氢氧化镁等副产品，收液桶中一价离子再通过反渗透膜浓缩可采用传统方法沉锂、析盐、提铷铯。
8.如权利要求1所述的除杂方法，其特征在于，加入CaCl2除去硫酸根，采用纳米陶瓷膜进行固液分离，过滤后得到的溶液控制在锂云母浸出液的96体积％左右，在纳滤膜中进行一价离子和多价离子的分离之后，滤液控制在锂云母浸出液的84体积％左右。
9.一种锂云母浸出液的除杂系统，其特征在于，包括: 锂云母浸出液容器，其与用于除去硫酸根的CaCl2加入器连通； 用于固液分离的纳米陶瓷膜装置，其设置在锂云母浸出液容器的下游，与锂云母浸出液容器连通，并且具有至锂云母浸出液容器的反馈通道； 纳滤膜装置，其设置在纳米陶瓷膜装置的下游，与纳米陶瓷膜装置连通，对浸出液清液进行一价离子和多价离子的分离； 用于容纳一价离子锂、铷、铯、钾、钠及氯的收液桶，其设置在纳滤膜装置的下游，与纳滤膜装置连通，该收液桶与反渗透膜浓缩装置连通，该反渗透膜浓缩装置与沉锂、析盐、提铷铯的产品容器连通； 用于容纳二价及多价离子Fe、Al、Mn、Mg和硫酸根的原液桶，其也设置在纳滤膜装置的下游。
10.如权利要求1所述的除杂系统，其特征在于，优选地，还包括以下技术特征至少其中之一: 原液桶与第一 PH值控制装置连通； 在第一 PH值控制装置的下游，还设有过滤器； 过滤器分别与氢氧化铁沉淀收集容器和第一滤液装置连通； 第一滤液装置与第二 PH值控制装置连通，第二 pH值控制装置与氢氧化铝沉淀收集容器和第二滤液装置连通； 第二滤液装置与第三PH值控制装置连通，第三pH值控制装置与氢氧化锰收集容器和第三滤液装置连通；以及 第三滤液装置与碳酸钙添加装置连通，碳酸钙添加装置与氢氧化镁收集容器和第四滤液装置连通，第四滤液装置也与收液桶连通。
【文档编号】C22B26/10GK104313321SQ201410652934
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月17日 优先权日:2014年11月17日
【发明者】周健, 郭春平, 文小强, 杨新华, 普建, 王玉香, 周新华, 陈佩琳 申请人:赣州有色冶金研究所