本发明涉及选矿技术领域，且特别涉及一种锂矿石的碱法处理工艺。
背景技术：
目前在自然界中发现的锂矿物和含锂矿已多达150多种，我国锂资源储量丰富，已探明的锂资源总储量居世界第二位。锂矿主要用于提取其中的有用物质，其中作为制取锂产品的矿物原料主要是锂辉石(含5.8％～8.1％li2o)、锂云母(含3.2％～6.45％li2o)、磷锂铝石(含7.1％～10.1％li2o)、透锂长石(含2.9％～4.8％li2o)及铁锂云母(含1.1％～5％li2o)。值得指出的是，应用最广泛的锂产品是碳酸锂，是生产二次锂盐和金属锂的基础材料，因而是最关键的锂产品。
目前多采用湿法冶炼工艺在锂矿石中提取碳酸锂，例如选用锂辉石作为原料时，锂辉石中含有约6.0％的氧化锂，0.12％的氧化铷以及0.039％的氧化铯，常规的硫酸法提锂工艺是：将锂辉石于1050～1200℃进行焙烧，使α型的锂辉石转化为β型的锂辉石，再将β型的锂辉石细磨至200目，与浓硫酸(含量95％以上)进行混料，然后置于350℃左右的酸化窖中酸化焙烧，所得酸熟料经冷却后用水提取浸出，用石灰乳中和，过滤后的滤渣堆弃，锂辉石中98％以上的氧化锂以可溶性的硫酸锂盐进入溶液中，蒸发浓度后，加碳酸钠溶液沉淀出碳酸锂，母液附产硫酸钠。采用上述工艺处理锂辉石最终得到的碳酸锂与滤渣之间的产量比为1:8左右，98％以上的氧化锂变成了可溶性锂盐，但是，只有不到10％的铷铯变成可溶性铷铯盐，其余90％的铷铯则进入矿渣中。因此，这种湿法冶炼工艺导致宝贵铷铯资源的流失浪费，产生的大量废渣还会严重污染环境。
如果选用锂云母作为原料，锂云母中含有约4.0％的氧化锂，1.0％的氧化铷以及0.3％的氧化铯。从锂云母中提取锂铷铯的方法较多：专利cn103667727a提供了一种从提锂废渣中回收铷和铯的方法，该方法将提锂废渣细磨后直接用水提取，仅针对存在可溶性的铷铯盐，对不可溶的铷铯盐没有进行转化；专利cn102173445a提供了对铷铯的提取方法：将锂云母在30～70％的硫酸中于60～200℃条件下反应3～8h，使li+、rb+、cs+等浸出，过滤得滤液，将溶液进行冷冻得到铷铯钒盐沉淀从而与li+分离，该方法使用硫酸直接湿法浸出。上述方法均无法实现对锂矿中资源的充分提取利用。
因此，需要一种能充分提取、利用锂矿中有用资源的方法。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种锂矿石的碱法处理工艺，能充分提取、利用锂矿石中的有用资源，经济效益好。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种锂矿石的碱法处理工艺，其包括以下步骤：
将锂矿石与碱混合焙烧，水淬磨矿浸出，过滤得第一滤液和滤渣；
在第一滤液中加入锂沉淀剂，过滤得第二滤液和富锂料；
在第二滤液中加入硅沉淀剂，过滤得第三滤液和硅渣；
在第三滤液中加入铷铯沉淀剂，过滤得到钠碱液和高氯酸钾铷铯。
进一步地，在本发明较佳实施例中，上述硅沉淀剂为氧化钙和硝酸钙中的至少一种。
进一步地，在本发明较佳实施例中，上述铷铯沉淀剂为高氯酸钠溶液和氯酸钠溶液中的至少一种。
进一步地，在本发明较佳实施例中，上述锂矿石为锂云母矿和锂辉石矿中的至少一种。
进一步地，在本发明较佳实施例中，上述锂矿石与碱的质量比为1：0.1～2。
进一步地，在本发明较佳实施例中，上述碱为烧碱和钠碱液中的至少一种。
进一步地，在本发明较佳实施例中，上述焙烧的方法为：于500～1500℃焙烧10～30min。
进一步地，在本发明较佳实施例中，上述碱为纯碱，焙烧的温度为900～2000℃。
进一步地，在本发明较佳实施例中，上述水淬磨矿浸出的方法为：将焙烧所得的粉料与水混合并加热至70～100℃，在搅拌、加热的条件下浸出。
进一步地，在本发明较佳实施例中，上述锂沉淀剂为磷酸溶液和磷酸钠溶液中的至少一种。
本发明实施例的锂矿石的碱法处理工艺的有益效果是：本发明实施例的锂矿石的碱法处理工艺是将锂矿石与碱混合焙烧，水淬磨矿浸出，过滤得第一滤液和滤渣；在第一滤液中加入锂沉淀剂，过滤得第二滤液和富锂料；在第二滤液中加入硅沉淀剂，过滤得第三滤液和硅渣；在第三滤液中加入铷铯沉淀剂，过滤得到钠碱液和高氯酸钾铷铯。该碱法处理工艺能充分提取、利用锂矿石中的有用资源，经济效益好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的一种锂矿石的碱法处理工艺的流程框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的锂矿石的碱法处理工艺进行具体说明。
本发明实施例提供一种锂矿石的碱法处理工艺，适用于锂云母矿和锂辉石矿等含锂铝硅酸盐矿石，该工艺的流程图如图1所示，具体包括以下步骤：
第一步：将锂矿石与碱混合焙烧，锂矿石为锂云母矿和锂辉石矿等含锂铝硅酸盐矿石中的至少一种，锂矿石与碱的质量比为1：0.1～2，碱为烧碱、纯碱和其他碱液中的一种，若碱为烧碱和其他碱液的至少一种，焙烧的方法为：于500～1500℃焙烧10～30min，若碱为纯碱，焙烧的温度为900～2000℃，反应物水磨浸出后得到烧碱溶液，产生了额外的效益。使用碱焙烧，可将锂矿石中的部分硅以可溶硅酸钠形式溶出，锂矿石中所含的锂以氢氧化锂形式溶入碱液中，破坏了矿石的结构，增加了滤渣的活性，便于后续处理。
然后水淬磨矿浸出，水淬磨矿浸出的方法为：将焙烧所得的粉料与水混合并加热至70～100℃，粉料与去离子水的质量比为1：1～3，在搅拌、加热的条件下浸出，过滤得第一滤液和滤渣，滤渣为所得的产品ⅰ，第一滤液即为含锂、硅的碱性溶液。
第二步：在第一滤液中加入锂沉淀剂，锂沉淀剂为磷酸溶液和磷酸钠溶液中的至少一种，要求沉淀剂过量，使铝、钙离子同时沉淀，过滤得第二滤液和富锂料，富锂料为所得的产品ⅱ，富锂料作为锂的原料加工提纯锂盐，富锂料制备锂溶液蒸发量少，第二滤液即为含硅的碱性溶液。
第三步：在第二滤液中加入硅沉淀剂，硅沉淀剂为氧化钙或硝酸钙等可溶性钙盐，钙盐带入的阴离子对碱液再生后的碱循环使用影响不大，过滤得第三滤液和硅渣，硅渣为所得的产品ⅲ，可以作为产品销售，第三滤液即为碱金属溶液。
第四步：在第三滤液中加入铷铯沉淀剂，铷铯沉淀剂为高氯酸钠溶液和氯酸钠溶液中的至少一种，过滤得到钠碱液和高氯酸钾铷铯或氯酸钾铷铯，高氯酸钾铷铯为所得的产品ⅳ，所得的钠碱液可以作为下次处理锂矿石中的碱，在整个碱法处理工艺中循环利用，用于分解锂矿石，也可以直接作为产品销售。
按照本发明实施例的锂矿石的碱法处理工艺，可以分别将锂矿石中的有用成分锂、硅、铷和铯提取出来，并分别得到产品ⅰ、产品ⅱ、产品ⅲ、产品ⅳ，该处理工艺实现对锂矿石中有用资源的充分提取及综合利用，得到的产品可以作为产品销售，不仅可提高经济效益，还能减少对环境的污染。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
实施例1提供一种锂矿石的碱法处理工艺，其具体包括以下步骤：
将100kg锂云母矿与20kg烧碱混合均匀，于700℃熔融焙烧30min；然后水淬磨矿浸出，具体是将焙烧所得的粉料与去离子水按照质量比为1：2混合，并加热至100℃，在搅拌、加热的条件下浸出，过滤得第一滤液和滤渣，滤渣为所得的产品ⅰ。
在第一滤液中加入锂沉淀剂，锂沉淀剂为磷酸溶液，过滤得第二滤液和富锂料，富锂料为所得的产品ⅱ。
在第二滤液中加入硅沉淀剂，硅沉淀剂为氧化钙，过滤得第三滤液和硅渣，硅渣为所得的产品ⅲ。
在第三滤液中加入铷铯沉淀剂，铷铯沉淀剂为高氯酸钠溶液，过滤得到钠碱液和高氯酸钾铷铯，高氯酸钾铷铯为所得的产品ⅳ。
实施例2
实施例2提供一种锂矿石的碱法处理工艺，其具体包括以下步骤：
将80kg锂辉石矿与20kg纯碱混合均匀，于1500℃焙烧30min；然后水淬磨矿浸出，具体是将焙烧所得的粉料与去离子水按照质量比为1：2混合，并加热至100℃，在搅拌、加热的条件下浸出，过滤得第一滤液和滤渣，滤渣为所得的产品ⅰ。
在第一滤液中加入锂沉淀剂，锂沉淀剂为磷酸钠溶液，过滤得第二滤液和富锂料，富锂料为所得的产品ⅱ。
在第二滤液中加入硅沉淀剂，硅沉淀剂为氧化钙，过滤得第三滤液和硅渣，硅渣为所得的产品ⅲ。
在第三滤液中加入铷铯沉淀剂，铷铯沉淀剂为高氯酸钠溶液，过滤得到钠碱液和高氯酸钾铷铯，高氯酸钾铷铯为所得的产品ⅳ。
实施例3
实施例3提供一种锂矿石的碱法处理工艺，其具体包括以下步骤：
将60kg锂辉石矿与20kg实施例2中的钠碱液混合均匀，于1400℃焙烧25min；然后水淬磨矿浸出，具体是将焙烧所得的粉料与去离子水按照质量比为1：2混合，并加热至100℃，在搅拌、加热的条件下浸出，过滤得第一滤液和滤渣，滤渣为所得的产品ⅰ。
在第一滤液中加入锂沉淀剂，过滤得第二滤液和富锂料，富锂料为所得的产品ⅱ。
在第二滤液中加入硅沉淀剂，硅沉淀剂为氧化钙，过滤得第三滤液和硅渣，硅渣为所得的产品ⅲ。
在第三滤液中加入铷铯沉淀剂，铷铯沉淀剂为高氯酸钠溶液，过滤得到钠碱液和高氯酸钾铷铯，高氯酸钾铷铯为所得的产品ⅳ。
实施例4
实施例4提供一种锂矿石的碱法处理工艺，其具体包括以下步骤：
将55kg锂云母矿与10kg实施例1中的钠碱液混合均匀，于1600℃焙烧20min；然后水淬磨矿浸出，具体是将焙烧所得的粉料与去离子水按照质量比为1：1.5混合，并加热至90℃，在搅拌、加热的条件下浸出，过滤得第一滤液和滤渣，滤渣为所得的产品ⅰ。
在第一滤液中加入锂沉淀剂，锂沉淀剂为磷酸溶液，过滤得第二滤液和富锂料，富锂料为所得的产品ⅱ。
在第二滤液中加入硅沉淀剂，硅沉淀剂为硝酸钙，过滤得第三滤液和硅渣，硅渣为所得的产品ⅲ。
在第三滤液中加入铷铯沉淀剂，铷铯沉淀剂为氯酸钠溶液，过滤得到钠碱液和氯酸钾铷铯，氯酸钾铷铯为所得的产品ⅳ。
实施例5
实施例5提供一种锂矿石的碱法处理工艺，其具体包括以下步骤：
将90kg锂辉石矿与20kg实施例4中的钠碱液混合均匀，于1000℃焙烧15min；然后水淬磨矿浸出，具体是将焙烧所得的粉料与去离子水按照质量比为1：1混合，并加热至100℃，在搅拌、加热的条件下浸出，过滤得第一滤液和滤渣，滤渣为所得的产品ⅰ。
在第一滤液中加入锂沉淀剂，锂沉淀剂为磷酸钠溶液，过滤得第二滤液和富锂料，富锂料为所得的产品ⅱ。
在第二滤液中加入硅沉淀剂，硅沉淀剂为硝酸钙，过滤得第三滤液和硅渣，硅渣为所得的产品ⅲ。
在第三滤液中加入铷铯沉淀剂，铷铯沉淀剂为氯酸钠溶液，过滤得到钠碱液和氯酸钾铷铯，氯酸钾铷铯为所得的产品ⅳ。
实施例6
实施例6提供一种锂矿石的碱法处理工艺，其具体包括以下步骤：
将75kg锂云母矿与10kg实施例5中的钠碱液混合均匀，于1200℃焙烧30min；然后水淬磨矿浸出，具体是将焙烧所得的粉料与去离子水按照质量比为1：2混合，并加热至95℃，在搅拌、加热的条件下浸出，过滤得第一滤液和滤渣，滤渣为所得的产品ⅰ。
在第一滤液中加入锂沉淀剂，锂沉淀剂为磷酸溶液和磷酸钠溶液的混合液，过滤得第二滤液和富锂料，富锂料为所得的产品ⅱ。
在第二滤液中加入硅沉淀剂，硅沉淀剂为氧化钙和硝酸钙，过滤得第三滤液和硅渣，硅渣为所得的产品ⅲ。
在第三滤液中加入铷铯沉淀剂，铷铯沉淀剂为高氯酸钠溶液和氯酸钠溶液的混合液，过滤得到钠碱液和高氯酸钾铷铯、氯酸钾铷铯，高氯酸钾铷铯、氯酸钾铷铯为所得的产品ⅳ。
通过试验或数据验证实施例1～6中的产品ⅰ、产品ⅱ、产品ⅲ、产品ⅳ为预期产品：即产品ⅰ中几乎没有有用成分(即证明锂矿石中的有用成分被充分提出)；产品ⅱ中的锂含量及其存在形式；产品ⅲ中的硅含量及其存在形式；产品ⅳ中的铷铯含量及其存在形式。
综上所述，本发明实施例的锂矿石的碱法处理工艺能充分提取、利用锂矿石中的有用资源，经济效益好。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。