技术领域：
：本发明涉及锂磷铝石的锂提取研发
技术领域：
，尤其涉及一种酸化法从锂磷铝石中提取硫酸锂的工艺。
背景技术：
：：地球上锂的工业矿物主要有以下几种：表1锂的工业矿物其中以锂辉石最为著名，因为锂辉石成矿规模大，成分简单，提锂工艺成熟，是目前使用最多的锂矿物。而锂云母虽然也是成矿规模比较大，但由于其成分复杂，提锂工艺也复杂，因而用于提锂较少，主要用于玻璃陶瓷行业。铁锂云母、锂磷铝石和透锂长石则由于分布稀少，成矿规模小，至今未有工业应用的报道，而关于对此三种矿物的提锂工艺方法则更未见公开报道。我们要研究的锂磷铝石是一种含锂量最高的锂矿物，其纯矿物含氧化锂量为10.1％，但其在自然界中不常见，偶有发现也是很小规模，没有作为工业开采的价值。但现在在非洲发现的这个锂磷铝石矿则有一定的规模，具备工业开采的价值。锂磷铝石常为不规则块状和近等轴状，颜色为灰色、黄白、绿白等，由于有一定量的其它共生矿物，实际含li2o8～9.5％，是含锂最高的工业矿物，产于花岗伟晶岩中，有时也见于云英岩和高温石英脉中。锂磷铝石是一种含锂、铝的氟磷酸盐，产于花岗伟晶岩，与锂辉石、电气石、锂云母及磷灰石共生，主要用作提取锂的资源。锂磷铝石的组成如下：％表2技术实现要素：：本发明的目的之一在于提供一种酸化法从锂磷铝石中提取硫酸锂的工艺，尤其是一种开创性的酸化法从锂磷铝石中提取硫酸锂的工艺。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种酸化法从锂磷铝石中提取硫酸锂的工艺，其特征在于：包括以下步骤：(1)原料磨细：对锂磷铝石中的原料进行磨细；(2)配料：将步骤(1)磨细后的锂磷铝石以及浓硫酸以重量比为1:0.25～0.37进行混合；(3)焙烧：对步骤(2)混合后的物料进行焙烧；(4)调浆浸出：对步骤(3)熟料置于反应釜中加入水进行加热搅拌，得到含锂的浸出液；(5)净化除杂：对步骤(4)中浸出的溶液中除去铝或钙等杂质；(6)蒸发浓缩：在步骤(5)中反应完成后的溶液进行蒸发浓缩,得到硫酸锂溶液.作为优选的，在步骤(1)对锂磷铝石中的原料磨细至100～200目。作为优选的，在步骤(3)中温度控制在500℃～800℃进行焙烧，恒温焙烧时间为20～60分钟。作为优选的，在步骤(4)中等焙烧后物料冷却后将熟料磨细至100～200目。作为优选的，在步骤(4)中，在步骤(4))中浸出液固比3～5：1。作为优选的，浸出温度室温(约20℃)，20～150℃，恒温浸出时间0.5～2小时。进一步的，在步骤(5)中，将步骤(4)得到的浸出液用固体氢氧化钠调ph至7～8，加热溶液至80～90℃并恒温反应10～15分钟；以中和溶液中的酸并除去溶液中的铝等杂质。再进一步的，在步骤(5)中，以中和溶液中的酸并除去溶液中的铝等杂质后，将铝反应完成后过滤；然后再加氢氧化钠调ph至14，以除去溶液中的镁和部分的钙等杂质。再进一步的，在步骤(5)中，加入计算量过量10％的碳酸钠饱和溶液或生产中的沉锂母液，反应过程中加热溶液至80～90℃并恒温反应10～15分钟，待反应完成后过滤，过滤后的清液再用硫酸调ph至6.5～7.5，以深度去除其中的钙杂质。作为优选的，在步骤(6)中，等到浓缩到溶液中氧化锂浓度为45g/l左右时，停止加热。本发明的优点在于：1，提供了一种开创性的锂磷铝石提取硫酸锂的工艺；其通过原料磨细、配料、焙烧、调浆浸出、净化除杂、蒸发浓缩等步骤提取硫酸锂溶液；2，在本发明提供的物料的配比、反应的时间等可以经济性的提取利用其原料，以符合对该原料的开发的商业价值，以进一步的提高其产品的市场竞争力；3，实验的方案可靠，杂质少，工艺路线简单，且可以对加工过程中的母液进一步的利用。附图说明：附图1为实施例的酸化法从锂磷铝石中提取硫酸锂的工艺流程图。具体实施方式：实施例1：一种酸化法从锂磷铝石中提取硫酸锂的工艺，其特征在于：包括以下步骤：(1)原料磨细：对锂磷铝石中的原料进行磨细；(2)配料：将步骤(1)磨细后的锂磷铝石以及浓硫酸以重量比为1:0.25～0.37进行混合；浓硫酸为98％浓硫酸溶液。(3)焙烧：对步骤(2)混合后的物料在马弗炉内进行焙烧；对于工业生产过程中可以在焙烧窑中进行焙烧，得到熟料；(4)调浆浸出：对步骤(3)熟料置于反应釜中加入水进行加热搅拌；优选的，可以采用电动搅拌器进行搅拌，其较佳的可以采用蒸馏水，其反应釜较佳的可以采用高压反应釜或不锈钢反应锅,反应后得到含锂的浸出液。(5)净化除杂：对步骤(4)中浸出的溶液中除去铝或钙等杂质；(6)蒸发浓缩：在步骤(5)中反应完成后的溶液进行蒸发浓缩。优选的，在步骤(1)对锂磷铝石中的原料磨细至100～200目。作为优选的，在步骤(3)中温度控制在500℃～800℃进行焙烧，焙烧时间为10～60分钟。作为优选的，在步骤(4)中等焙烧后物料冷却后将熟料磨细至100～200目。作为优选的，在步骤(4))中浸出液固比3～5：1，浸出温度20℃～150℃，恒温浸出时间0.5～2小时。进一步的，在步骤(5)中，将步骤(4)得到的浸出液用固体氢氧化钠调ph至7～8，加热溶液至80～90℃并恒温反应10～15分钟；以中和溶液中的酸并除去溶液中的铝等杂质。再进一步的，在步骤(5)中，以中和溶液中的酸并除去溶液中的铝等杂质后，将铝反应完成后过滤；然后再加氢氧化钠调ph至14，优选的，添加的氢氧化钠为固体氢氧化钠，以除去溶液中的镁和部分的钙等杂质，其反应化学方程式如下：al3++oh-→al(oh)3↓mg2++oh-→mg(oh)2↓ca2++oh-→ca(oh)2↓再进一步的，在步骤(5)中，加入计算量过量10％的碳酸钠饱和溶液或生产中的沉锂母液，反应过程中加热溶液至80～90℃并恒温反应10～15分钟，待反应完成后过滤，过滤后的清液再用硫酸调ph至6.5～7.5，以深度去除其中的钙杂质，其反应化学方程式如下：ca2++co32-→caco3↓。作为优选的，在步骤(6)中，等到浓缩到溶液中氧化锂浓度为45g/l左右时，停止加热。作为优选的，在步骤(1)、步骤(4)中的磨细的工艺中可以采用磨细机或球磨机进行磨细处理。本发明的主要工艺路线及技术特征详述如下：1、原料磨细与配料将原料磨细并在配料时混匀有利于固相反应的顺利进行，配料是为了加入能与锂磷铝石矿反应并将锂最大程度转化为可溶于水的锂化合物，从而有利于后续工序提取锂。1.1、将锂磷铝石矿磨细至180目，然后称重，放入一瓷坩埚中，手工混合均匀。然后按比例加入浓硫酸，再进行手工混合，直至混合均匀为止。锂磷铝石与硫酸的配比为：锂磷铝石：硫酸＝1：0.25～～0.37配方经过了预选后，将几组主要配方列出。具体试验配方如下表3：编号1234配方1:0.251:0.301:0.351:0.372、焙烧通过焙烧，物料中不溶于水的锂转化为可溶于水的锂化合物。将配好的料放入马弗炉内升温焙烧，焙烧温度控制在500～800℃(每个样品设定不同的焙烧温度)，恒温焙烧时间控制为30分钟。焙烧温度通过试验确定，而恒温焙烧时间则是以工业生产上一般的焙烧窑高温段通过时间约半小时为依据。以表中的4个配方为例，其不同焙烧温度下的锂转化率如下表：表4焙烧温度通过试验确定，而恒温焙烧时间则是以工业生产上一般的焙烧窑高温段通过时间约半小时为依据。以表中的4个配方为例，其不同焙烧温度下的锂转化率如下表：表4-1(以锂磷铝石：硫酸＝1:0.37配比的焙烧为例)表4-2(以锂磷铝石：硫酸＝1:0.37配比且30分钟恒温焙烧为例)磨细精细度(目)500℃600℃650℃700℃800℃10032.49％35.26％45.25％56.28％63.63％18079.65％86.96％95.11％97.48％97.69％20081.52％87.32％95.45％97.62％97.96％3、调浆浸出将焙烧好的熟料磨细至180目，然后称取一定的量(一般2.5～～10克)加入反应釜中，再量取100ml蒸馏水加入反应釜，将反应釜装好，开启加热和搅拌，设定反应温度为95～150℃，反应时间1～～2小时，反应结束后关闭加热，继续搅拌并冷却降温，然后过滤，滤液取样分析，浸出渣加50ml水加热搅拌洗涤，过滤，渣再加50ml水淋洗两次，过滤后放入烘箱内烘干，冷却后称重并取样分析渣含氧化锂量。洗渣水返回用于浸出(由于试验时计量及分析原因没有返回浸出)。为了得到较高浓度及较大体积的锂溶液，每次称取200～400克焙烧熟料以液固比3～5:1的比例在不锈钢反应锅内进行浸出，加热则用电炉，并用电动搅拌。同样反应温度为95～150℃，反应时间1～～2小时。反应完成后自然冷却，然后过滤，采用瓷漏斗和滤瓶以及真空泵进行真空抽滤，滤干后取出浸出渣以液固比3：1加水并加热搅拌洗涤，加热时间10～20分钟，加热温度80℃左右，然后再次抽滤，待抽干后加水淋洗两次，每次淋洗液固比为0.5：1，抽滤干后取出放入烘箱内烘干，冷却后称重并取样分析渣含氧化锂量，洗渣水可以返回用于浸出(由于试验时计量及分析原因没有返回浸出)。浸出液分析结果(1#、2#对应的配方分别是1:0.35和1:0.37)表5(mg/l)注：1#2#是用反应釜在高液固比时的结果，3#是用反应锅在低液固比时的结果。不同浸出温度及不同浸出时间对浸出率的影响如下表6浸出渣分析结果如下：表7(％)4、净化除杂将第3步得到的浸出液用固体氢氧化钠调ph至7～8，加热溶液至80～90℃并恒温反应10～15分钟，以中和溶液中的酸并除去溶液中的铝等杂质，反应完成后过滤。然后再加固体氢氧化钠调ph至14，以除去溶液中的镁和部分的钙等杂质。为了深度去除其中的钙，还要加入计算量过量10％的碳酸钠饱和溶液(生产中可以用沉锂母液代替，利用其中的碳酸根)。反应过程中应加热溶液至80～90℃并恒温反应10～15分钟，待反应完成后过滤。过滤后的清液再用硫酸调ph至6.5～7.5。净化除杂的主要化学反应如下：al3++oh-→al(oh)3↓mg2++oh-→mg(oh)2↓ca2++oh-→ca(oh)2↓ca2++co32-→caco3↓5、蒸发浓缩将第4步完成后得到的溶液加入烧杯或不锈钢反应锅内，置于电炉上加热进行蒸发浓缩，等到浓缩到溶液中氧化锂浓度为45g/l左右时，停止加热，抽滤去除蒸发过程中析出的一些杂质(主要是过饱和析出的钙镁等杂质)，得到清亮的硫酸锂浓缩液，溶液成分如下：(g/l)表8实施例2:(1)原料磨细与配料:先将锂磷铝石矿磨细至180目。取一瓷坩埚，洗净烘干，称重，然后将磨细的锂磷铝石粉加入瓷坩埚中称重，称取重量为400克，再用一塑料烧杯称取140克浓硫酸，将称好的浓硫酸加入瓷坩埚中与锂磷铝石混合，手工混合均匀。此时的配方及配比为：锂磷铝石：硫酸＝1：0.35。(2)焙烧:将第1步配好的料用两个瓷坩埚装好，放入马弗炉内，开启加热，设置最高温度为700℃。待马弗炉内温度升到700℃后，恒温焙烧30分钟，到时间后关闭开关停止加热。然后待炉温降下来后取出置干燥器中，冷却至室温，称重。然后将其磨细至过180目筛。(3-1)浸出：将第2步经磨细至180目后的熟料称取400克加入不锈钢反应锅中，按照液固比5:1的比例用量筒量取2000ml蒸馏水加入不锈钢反应锅中，将反应锅置于电炉上，装上电动搅拌，盖好盖子，开启加热和搅拌，在95℃左右恒温反应1小时。反应完成后，将热溶液过滤。此处采用抽滤瓶进行抽滤，得滤液1827ml，取样分析，分析结果如下：(g/l)浸出渣以液固比约3:1的比例加水加热搅拌洗涤，然后再淋洗。湿渣重427克，用量筒量取1000ml蒸馏水加入不锈钢反应锅中，反应锅置于电炉上，装上电动搅拌，然后开启加热和搅拌，在70～80℃温度下搅洗15分钟，然后用抽滤瓶真空抽滤，并加水淋洗两次，每次加水100ml，滤干，洗过的湿渣用搪瓷盘装好放入烘箱中，在105℃温度下烘干，冷却后称重，并取样分析，分析结果如下：(％)(3-2)浸出：将第2步经磨细后的熟料磨细至200目，称取400克加入不锈钢反应锅中，按照液固比4:1的比例用量筒量取1600ml蒸馏水加入不锈钢反应锅中，将反应锅置于电炉上，装上电动搅拌，盖好盖子，开启加热和搅拌，在95℃左右恒温反应1小时。反应完成后，将热溶液过滤。此处采用抽滤瓶进行抽滤，得滤液1455ml，取样分析，分析结果如下：(g/l)浸出渣以液固比约3:1的比例加水加热搅拌洗涤，然后再淋洗。湿渣重410克，用量筒量取1000ml蒸馏水加入不锈钢反应锅中，反应锅置于电炉上，装上电动搅拌，然后开启加热和搅拌，在70～80℃温度下搅洗15分钟，然后用抽滤瓶真空抽滤，并加水淋洗两次，每次加水100ml，滤干，洗过的湿渣用搪瓷盘装好放入烘箱中，在105℃温度下烘干，冷却后称重，并取样分析，分析结果如下：(％)(3-3)浸出：将第2步经磨细后的熟料磨细至100目，称取400克加入不锈钢反应锅中，按照液固比3:1的比例用量筒量取1200ml蒸馏水加入不锈钢反应锅中，将反应锅置于电炉上，装上电动搅拌，盖好盖子，开启加热和搅拌，在95℃左右恒温反应1小时。反应完成后，将热溶液过滤。此处采用抽滤瓶进行抽滤，得滤液1056ml，取样分析，分析结果如下：(g/l)浸出渣以液固比约3:1的比例加水加热搅拌洗涤，然后再淋洗。湿渣重413克，用量筒量取1000ml蒸馏水加入不锈钢反应锅中，反应锅置于电炉上，装上电动搅拌，然后开启加热和搅拌，在70～80℃温度下搅洗15分钟，然后用抽滤瓶真空抽滤，并加水淋洗两次，每次加水100ml，滤干，洗过的湿渣用搪瓷盘装好放入烘箱中，在105℃温度下烘干，冷却后称重，并取样分析，分析结果如下：(％)(4)净化除杂将第3-1步得到的浸出液用固体氢氧化钠调ph至7～8，加热溶液至80～90℃并恒温反应10～15分钟，以中和溶液中的酸并除去溶液中的铝等杂质，反应完成后过滤。然后再加固体氢氧化钠调ph至14，以除去溶液中的镁和部分的钙等杂质。为了深度去除其中的钙，还要加入计算量过量10％的碳酸钠饱和溶液(生产中可以用沉锂母液代替，利用其中的碳酸根)。反应过程中应加热溶液至80～90℃并恒温反应10～15分钟，待反应完成后过滤。过滤后的清液再用硫酸调ph至6.5～7.5。蒸发浓缩：将第4步完成后得到的溶液1794ml加入烧杯内，置于电炉上加热进行蒸发浓缩，等到浓缩到溶液约550ml时，停止加热，静置冷却，然后抽滤去除蒸发过程中析出的一些杂质(主要是过饱和析出的钙镁等杂质)，得到清亮的硫酸锂浓缩液541ml，溶液成分如下：(g/l)溶液成分li2onakcamgfeso4检测结果46.749.630.540.0550.0030.003169.26当然，以上仅为本发明较佳实施方式，并非以此限定本发明的使用范围，故，凡是在本发明原理上做等效改变均应包含在本发明的保护范围内。当前第1页12