专利名称：一种利用钽铌尾矿锂云母制备明矾的方法
技术领域：
本发明属于化学化工领域，涉及一种利用钽铌尾矿锂云母制备明矾的方法。
背景技术：
江西宜春的钽铌锂矿是目前亚洲最大的钽铌锂矿，其含有丰富的稀有金属材料， 如钽、铌、锂、钾、钠、铷、铯等。锂云母是钽铌开采尾矿经浮选所得副产品，锂云母原料中不 仅Li2O的含量高达到4.5%，钾、铝、钠的含量在9%左右，对其进行综合开发利用具有十分 重要经济和战略价值。十二水合硫酸铝钾，又称明矾、白矾、钾矾、钾铝矾、钾明矾，是含有结晶水的硫酸 钾和硫酸铝的复盐，化学式KAl (SO4)2 · 12H20，分子式量474. 39，无色立方晶体，外表常呈 八面体，或与立方体、菱形十二面体形成聚形，有时以{111}面附于容器壁上而形似六方板 状，属于α型明矾类复盐，有玻璃光泽。密度1.757g/cm3，熔点92.5°C，64.5°C时失去9个 分子结晶水，200 °C时失去12个分子结晶水，溶于水，不溶于乙醇。明矾的制作可由明矾石经煅烧、萃取，结晶而制得，明矾石产地有浙江平阳，福建 福鼎等。简单方法采得明矾石后打碎，用水溶解，收集溶液，蒸发浓缩，放冷后即析出结晶 物。将结晶物溶剂于水，利用中学化学方法，制作过饱和溶液，即将明矾的饱和溶液静置冷 却，并将明矾小晶体或其他晶核介质悬挂于中，隔天重复即可。明矾的主要作用如下1.明矾作为净水剂明矾溶于水后电离产生了 A13+，A13+与水电离产生的0H_结合生成了氢氧化铝， 氢氧化铝胶体粒子带有正电荷，与带负电的泥沙胶粒相遇，彼此电荷被中和。失去了电荷的 胶粒，很快就会聚结在一起，粒子越结越大，终于沉入水底。这样，水就变得清澈干净了。2.明矾作为灭火剂泡沫灭火器内盛有约lmol/L的明矾溶液和约lmol/L的NaHC03(小苏打)溶液 (还有起泡剂)，两种溶液的体积比约为11 2。明矾过量是为了使灭火器内的小苏打充分 反应，释放出足量的二氧化碳，以达到灭火的目的。3.明矾作为膨化剂炸油条(饼)或膨化食品时，若在面粉里加入小苏打后，再加入明矾，则会使等量 的小苏打释放出比单放小苏打多一倍的二氧化碳，这样就可以使油条(饼)在热油锅中一 下子就鼓起来，得到香脆可口的油条(饼)了。但是由于明矾的化学成份为硫酸铝钾，含有 铝离子，所以过量摄入会影响人体对铁、钙等成份的吸收，导致骨质疏松、贫血，甚至影响神 经细胞的发育。4.明矾作为药物明矾性寒味酸涩，具有较强的收敛作用。中医认为，明矾具有解毒杀虫，爆湿止痒， 止血止泻，清热消痰的功效。近年来的研究证实，明矾还具有抗菌，抗阴道滴虫等作用。一 些中医用明矾来治疗高脂血症、十二指肠溃疡、肺结核咯血等疾病。
5.明矾的其他作用明矾还可用于制备铝盐、油漆、鞣料、媒染剂、造纸、防水剂等。随着世界以石油为原料的能源的日益紧张，开发利用新型能源为全世界的共同课 题。锂电能新能源作为当今新能源发展的重要产业之一，越来越被人们重视，锂及其盐类作 为锂电新能源产业的基础性材料，从锂云母原料提取锂、铷、铯等金属及其盐时，对锂云母 原料中的钾是必须除去，本发明是从锂云母原料中提取锂及碳酸锂的生产工艺过程中，采 用加压、变温处理，然后离心分离即得到钾的化合物明矾。该方法不仅能初步去除溶液中钾 离子，大大提高锂及碳酸锂的得率，还可以得到较高纯度的副产品明矾。提高利用锂云母制 备碳酸锂的综合效益
发明内容
因为不同矿石产地的锂的化合物及其形成过程不同、矿石物相会产生很大的差 异，对其中锂化合物的提取工艺差异也很大，本发明的目的就是要提供涉及一种适合亚洲 锂都江西宜春钽铌锂矿锂云母锂云母原料中除钾得到钾的化合物明矾的方法，混合溶液中 的钾离子去除率高，能源消耗小，提高了提金属如锂及其盐的得率和钾回收利用率高，因而 大幅降低了其生产成本，提高综合效益。本发明的技术方案是这样来实现的，采用在锂云母原料中加入稀硫酸溶液的酸浸 除氟、分离、排渣的工艺步骤，将经酸浸除氟、分离、除渣后的混合溶液，进行加压、变温析 钾、沉钾、得到钾的化合物明矾；析钾过程中控制析钾混合溶液中Al3+浓度处于饱和/或过 饱和状态。本发明所述加压、变温析钾是混合溶液在形成硫酸铝钾混合溶液后控制硫酸铝钾 混合溶液中Al3+浓度处于饱和/或过饱和状态。所述的从锂云母原料中除钾制备明矾的方法，是向经加压、变温析钾、沉钾、 除钾、得到钾的化合物明矾，过滤分离的滤液中加入过量的氢氧化钠，控制该滤液中 K+ 彡 0. OOlwt%。采用本发明从锂云母原料中除钾制备明矾的方法，特别是采用加压、变温酸浸提 取锂云母原料中的金属元素及其盐类，如锂及碳酸锂的过程，经加压、变温析钾、沉钾、除 钾、得到钾的化合物明矾后，浸取液中的钾去除干净，大幅提高了锂及碳酸钾含量及得率， 提高了产品质量，产品在K+的含量小于0. 001%，锂云母中K+离获得充分提取应用，降低了 生产成品，因而较大提高了锂云母的综合经济效益，且环保三废排放小。本发明生产过程中，涉及的主要化学反应的方程式如下Li2O2+H2SO4 = = Li2S04+2H20K2CHH2SO4 = = K2S04+H20Na2CHH2SO4 = = Na2S04+H202A1203+3H2S04 = = 2A12 (SO4) 3+3H20Rb203+3H2S04 = = Rb2 (SO4) 3+3H20Cs2CHH2SO4 = = Cs2S04+H20Rb2 (SO4) 3+Al2 (SO4) 3 = = 2Rb Al (SO4) 3Cs2 (SO4) 3+Al2 (SO4) 3 = = 2Cs Al (SO4) 3
K2S04+A12 (SO4) 3 = = 2K Al (SO4) 具体实施例方式实施例1
.实施例中涉及浓度均为质量浓度，现以锂云母为原料制备碳酸锂的工艺过程来 说明从锂云母中除钾制备明矾副产物的方法。本实施例选用的锂云母矿采用产自宜春钽铌锂矿，其各主要化学成份如下表
权利要求
1.一种利用钽铌尾矿锂云母制备硫酸铝钾(明矾)的方法，其特征是将锂云母粉粉碎 至100 200目左右，和浓度为30% 70%硫酸溶液按固液质量比1 2 8比例投入反 应装置，于60 200°C进行反应3 10小时除氟，得含Li+的硫酸溶液，分离除去含氟溶液。
2.依据权利要求1分离是将含Li+的硫酸溶液进行过滤分离，滤渣用水充分洗涤，去除 滤渣得滤液，为母液1。
3.依据权利要求2的变温分离是将母液1在搅拌下，变温至10 100°C，沉淀过滤分 离出固体明矾。
4.依据权利要求3所述从钽铌尾矿锂云母制备明矾的方法，其特征是在一定的温度和 压力下，钾混合溶液在形成硫酸铝钾混合溶液后控制硫酸铝钾混合溶液中Al3+浓度处于饱 和(或过饱和)状态，明矾析出、沉淀。
全文摘要
本发明提出一种利用钽铌尾矿锂云母制备明矾的方法。采用在锂云母原料中加入稀硫酸溶液的酸浸除氟、分离、除渣的工艺步骤，其特征是将经酸浸除氟、分离、除渣后的混合溶液，在一定的温度和压力下，钾混合溶液在形成硫酸铝钾混合溶液后，控制硫酸铝钾混合溶液中Al3+浓度处于饱和(或过饱和)状态，使明矾析出、沉淀。
文档编号C01F7/76GK102134087SQ20111002641
公开日2011年7月27日 申请日期2011年1月25日 优先权日2011年1月25日
发明者刘万云, 周伟华, 朱笃, 汤洪波, 邹怀波, 陆云华 申请人:宜春学院