Способ переработки смеси литиевых концентратов



Способ переработки смеси литиевых концентратов

 


Владельцы патента RU 2546952:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имеми первого Президента России Б.Н. Ельцина" (RU)

Изобретение относится к металлургии, в частности к способу переработки лепидолитовых и сподуменовых концентратов. Способ включает приготовление шихты из лепидолитового и сподуменового концентратов, активирующую подготовку шихты, получение сернокислотного раствора сернокислотным выщелачиванием с разделением пульпы выщелачивания на раствор сульфата лития и кек. При этом перед сернокислотным выщелачиванием активированную шихту сульфатизируют серной кислотой с расходом 1,2÷1,6 мл на 1 г смеси в течение 4÷6 мин, а сернокислотному выщелачиванию подвергают сульфатизированную шихту и ведут его в течение 40÷50 мин. Техническим результатом является повышение степени извлечения лития в раствор и снижение времени выщелачивания. 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к переработке лепидолитовых и сподуменовых концентратов.

Лепидолит (KLi1,5Al1,5[Si3AlO10][F,OH]2 и сподумен (LiAl[Si2O6]) являются одними из основных промышленных минералов лития [1, стр.12-18, 20]. В горно-обогатительных производствах лепидолит и сподумен извлекают из руд в соответствующие концентраты. Вследствие низкого содержания лития в литиевых концентратах (не более ~4 масс.% [1, стр.92]) известные способы извлечения из них лития являются технически труднореализуемыми и весьма дорогостоящими.

Для извлечения лития из его минералов может быть использовано большое число известных способов: сернокислотных, известковых и других [1, стр.121-154; 2, стр.226-272]. Основная часть указанных способов извлечения лития из литиевых концентратов рассчитана на переработку только индивидуальных минералов лития, что значительно сужает сырьевую базу литиевых производств. Число известных способов совместной переработки литиевых концентратов в настоящее время ограничено.

Известен способ извлечения лития из смеси лепидолитового и сподуменового концентратов (ЛК и СК) [2, стр.243-249], принятый за аналог и включающий: 1) смешение СК с известняком (в массовом соотношении 1:3) и добавление к полученной смеси ЛК в количестве 10÷40 масс.%; 2) активирующую подготовку составленной из концентратов и известняка шихты путем ее спекания при температуре 900÷950°C с последующим измельчением спека; 3) водное выщелачивание активированной шихты (измельченного спека).

В результате спекания смеси концентратов с щелочноземельным флюсом - известняком - происходит щелочное разложение ЛК и СК и образование нерастворимых в воде алюмината натрия и силиката кальция. Однако за счет избытка известняка, подаваемого на стадию его спекания с концентратами, в процессе выщелачивания измельченного спека образуются водорастворимый гидроксид лития и нерастворимый в воде алюминат кальция:

После разделения пульпы со стадии выщелачивания измельченного спека на раствор гидроксида лития и Al-, Ca-, кремнийсодержащий кек, водной отмывки кека от щелочного раствора кек сбрасывают в отвал. Использование в способе-аналоге значительных объемов известняка на стадии его шихтовки с концентратами (115÷214% к суммарной массе концентратов) ведет к получению крайне бедной по содержанию лития сырьевой шихты (~1 масс.% лития и менее), что обуславливает высокие затраты на извлечение лития из данной шихты, образование большой массы отвального кека (отмывка которого от гидроксида лития является сложной задачей), вследствие чего с кеком теряются значительные количества лития, так что извлечение лития из смеси концентратов в раствор составляет всего 80÷84 масс.%.

Недостатком способа-аналога переработки смеси ЛК и СК является низкое извлечение лития из смеси указанных концентратов в раствор.

Наиболее близким по совокупности признаков к предлагаемому способу является способ извлечения лития из смеси литиевых концентратов [3], принятый за прототип и включающий приготовление шихты из ЛК и СК из расчета получения массового соотношения ЛК и СК в их смеси, равного (2,5÷99,0):1. Затем, согласно способу-прототипу, проводят активирующую подготовку шихты путем ее механоактивации с получением рентгеноаморфного продукта крупностью менее 45 мкм, который распульповывают в воде. В полученную пульпу, согласно способу-прототипу, добавляют серную кислоту для образования водорастворимого сульфата лития. Процесс сернокислотного выщелачивания механоактивированной смеси ЛК с СК проводят в течение 1÷3 ч при температуре 95°C. На заключительной стадии способа-прототипа полученный раствор сульфата лития отделяют от кека (нерастворимого кремнеземсодержащего остатка), который отмывают от сульфата лития водой.

Недостатком способа-прототипа является большая продолжительность процесса сернокислотного выщелачивания механоактивированной смеси ЛК с СК и связанные с этим энергозатраты на нагрев сернокислой пульпы выщелачивания.

Задачей заявляемого изобретения является разработка способа совместной переработки ЛК с СК, снижающего продолжительность процесса сернокислотного выщелачивания механоактивированной шихты ЛК с СК и энергозатраты на выщелачивание.

Сущность заявляемого способа переработки смеси литиевых концентратов заключается в том, что в отличие от известного способа-прототипа, включающего приготовление шихты из лепидолитового и сподуменового концентратов, активирующую подготовку шихты, сернокислотное выщелачивание активированной шихты, разделение пульпы выщелачивания на раствор сульфата лития и кек, отмывку кека от сульфата лития водой, согласно заявляемому изобретению активированную шихту сульфатизируют серной кислотой с расходом 1,2÷1,6 мл на 1 г смеси в течение 4÷6 мин, а сернокислотное выщелачивание активированной шихты проводят в течение 40÷50 мин.

Решение поставленной задачи и достижение соответствующих технических результатов обеспечивается тем, что в известном способе переработки смеси литиевых концентратов, включающем приготовление шихты из лепидолитового и сподуменового концентратов, активирующую подготовку шихты, сернокислотное выщелачивание активированной шихты, разделение пульпы выщелачивания на раствор сульфата лития и кек, отмывку кека от сульфата лития водой, согласно заявляемому изобретению активированную шихту сульфатизируют серной кислотой с расходом 1,2÷1,6 мл на 1 г смеси в течение 4÷6 мин, а сернокислотное выщелачивание активированной шихты проводят в течение 40÷50 мин.

За счет снижения продолжительности сернокислотного выщелачивания активированной шихты (которое проводится при температуре 95°C) с 1÷3 ч до 40÷50 мин обеспечивается снижение энергозатрат на выщелачивание.

Пример осуществления способа.

Способ осуществляется на обычном оборудовании с использованием ЛК и СК с содержанием лития соответственно 2,29 и 3,28% масс. Для осуществления заявляемого способа готовят смеси, состоящие из ЛК и СК, с различным массовым соотношением концентратов. Приготовленные смеси измельчают в планетарной мельнице с получением рентгеноаморфного продукта крупностью 45 мкм. Механоактивированные смеси распульповывают в воде при соотношении Т:Ж=1:0,8. В полученную пульпу добавляют 93%-ную серную кислоту из расчета 1,2÷1,6 мл на 1 г механоактивированной смеси для проведения процесса ее сульфатизации. Затем пастообразную реакционную массу выдерживают при перемешивании в течение 4÷6 мин при 95°C. Образующиеся сульфаты выщелачивают водой при Т:Ж=1:5 (по механоактивированной смеси), температуре 95°C в течение 20÷50 мин.

В процессе сернокислотного вскрытия механоактивированной смеси концентратов расход серной кислоты, температурный режим и длительность процессов сульфатизации и выщелачивания назначают исходя из получения требуемой полноты вскрытия смеси концентратов (Примечание 3-5 к таблице).

Полученную сернокислую пульпу фильтруют, отфильтрованный кек подвергают 2-кратной фильтр-репульпационной отмывке водой, подкисленной серной кислотой до pH 3,0÷3,5, при Т:Ж=1:(5+6) (по механоактивированной смеси) и температуре 70° в течение 15 мин. По остаточному содержанию лития в кеке определяют степень извлечения лития из концентрата в раствор.

Согласно способу-прототипу операция сульфатизации механоактивированной смеси концентратов не предусмотрена, продолжительность выщелачивания сульфатизированной смеси составляет от 1 до 3 ч (таблица), а расход серной кислоты на выщелачивание - 0,6÷0,8 мл на 1 г смеси (Примечание 2 к таблице).

В таблице приведены результаты осуществления способа по заявляемому изобретению и для сравнения - по способу-прототипу.

Из данных, представленных в таблице, следует, что при осуществлении заявляемого способа (примеры 3, 7, 11) извлечение лития составляет 86÷99% масс. В примерах 3, 7, 11, приведенных в таблице, смеси ЛК и СК составляют из расчета получения массового соотношения концентратов в указанных смесях, равного соответственно 2,5:1, 10,0:1 и 99,0:1. Кроме того, в таблице приведены результаты реализации способа-прототипа (примеры 4, 8, и 12).

Анализ данных, приведенных в таблице, показывает, что при переработке шихты с массовым соотношением ЛК:СК=2,5:1 по заявляемому способу максимальная степень извлечения лития из механоактивированной шихты концентратов (86,0%) достигается при продолжительности выщелачивания сульфатизированной шихты 50 мин (пример 3). Дальнейшее увеличение продолжительности выщелачивания, согласно способу-прототипу, до 60 мин не обеспечивает дополнительного повышения степени извлечения лития из шихты в раствор (пример 4).

Как следует из таблицы, при переработке шихты с массовым соотношением ЛК:СК=99,0:1 по заявляемому способу максимальная степень извлечения лития из механоактивированнй шихты концентратов (99,0%) достигается при продолжительности выщелачивания сульфатизированной шихты 40 мин (пример 11). Дальнейшее увеличение продолжительности выщелачивания, согласно способу-прототипу, до 120 мин не обеспечивает дополнительного повышения степени извлечения лития из шихты в раствор (пример 12).

При переработке шихты с массовым соотношением ЛК:СК=10,0:1 по заявляемому способу максимальная степень извлечения лития из механоактивированнй шихты концентратов (96,0%) достигается при продолжительности выщелачивания сульфатизированной шихты 45 мин (таблица, пример 7). Дальнейшее увеличение продолжительности выщелачивания, согласно способу-прототипу, до 60 мин не обеспечивает дополнительного повышения степени извлечения лития из смеси в раствор (пример 8).

Таким образом, из данных таблицы следует, что при переработке шихт с массовым соотношением ЛК:СК=(2,5÷99,0):1 извлечение лития из механоактивированной шихты в раствор 86,0÷99,0% обеспечивается за 40+50 мин выщелачивания сульфатизированной шихты.

В сравнении со способом-прототипом заявляемый способ позволяет достичь степень извлечения лития из шихты ЛК с СК 86,0÷99,0% при проведении операции выщелачивания сульфатизированной шихты в течение 40÷50 мин, тогда как по способу-прототипу для этого требуется 60÷180 мин. Учитывая, что операция выщелачивания проводится с нагревом пульпы выщелачивания до 95°C, заявляемый способ позволяет существенно снизить энергозатраты на выщелачивании в сравнении со способом-прототипом.

Источники информации

1. Остроушко Ю.И., Бучихин П.И., Алексеева В.В. и др. Литий, его химия и технология. М.: Атомиздат, 1960. - 200 с.

2. Плющев В.Е., Степин Б.Д. Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия. М.: Химия, 1970. - 408 с.

3. Пат. 2319756 РФ, МПК C22B 26/12. Способ извлечения лития из смеси литиевых концентратов / В.И. Самойлов, Н.И. Шипунов. 2008. Бюл. №8.

Способ переработки смеси литиевых концентратов, включающий приготовление шихты из смеси литиевых концентратов, состоящей из лепидолитового и сподуменового концентратов, активирующую подготовку шихты, сернокислотное выщелачивание с извлечением лития в раствор, разделение пульпы выщелачивания на раствор сульфата лития и кек, отмывку кека от сульфата лития водой, отличающийся тем, что активированную шихту подвергают сульфатизации серной кислотой с расходом 1,2÷1,6 мл на 1 г смеси в течение 4÷6 мин, а затем сульфатизированную шихту подвергают сернокислотному выщелачиванию в течение 40÷50 мин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к переработке бериллийсодержащих рудных концентратов до гидроксида бериллия. Способ включает активацию смеси, сульфатизацию активированной смеси серной кислотой, выщелачивание сульфатизированной смеси, разделение пульпы выщелачивания на раствор сульфата бериллия и кек, осаждение гидроксида бериллия из раствора.

Изобретение относится к способу получения соединений редкоземельных металлов (РЗМ) при комплексной переработке фосфатного сырья, в частности апатитов. Предложен способ сернокислотного разложения РЗМ-содержащего фосфатного сырья с концентрированием РЗМ в фосфогипсе.

Изобретение относится к способу переработки труднообогатимых упорных урановых руд, содержащих браннерит. Способ заключается в том, что измельченную до крупности минус 0,3 мм руду обрабатывают 1-40% раствором бифторида аммония при соотношении Т:Ж=1:(1-5) и температуре 50-80°C в течение 1-4 часов.
Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Для получения алюмокалиевых квасцов подготавливают сырье, в качестве которого используют остатки доманиковых образований, содержащие алюминий, кремнезем, органическое вещество и включающие редкие и редкоземельные элементы.

Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса включает сернокислотное выщелачивание РЗМ из пульпы фосфогипса с наложением ультразвуковых колебаний, разделение пульпы выщелачивания на продуктивный раствор РЗМ и кек, осаждение коллективного концентрата РЗМ из продуктивного раствора с получением водной фазы.
Изобретение относится к технологии переработки фосфогипса - отхода предприятий, производящих фосфорные удобрения. Способ включает вскрытие фосфогипса серной кислотой, последующее извлечение редкоземельных элементов (РЗЭ) и обработку очищенного фосфогипса оксидом кальция.
Изобретение относится к очистке фосфатно-фторидного концентрата редкоземельных элементов (РЗЭ), получаемого при комплексной переработке апатита. Способ очистки фосфатно-фторидного концентрата РЗЭ, содержащего примеси кальция и тория, включает обработку концентрата раствором серной кислоты концентрацией 4-6 мас.% в присутствии сульфоксидного катионита, при этом РЗЭ, примеси тория и кальция сорбируются сульфоксидным катионитом, перевод фтора наряду с фосфором в сернокислый раствор, отделение сернокислотного раствора от сульфоксидного катионита, десорбцию из катионита РЗЭ и примеси тория и кальция раствором соли аммония с получением десорбата и его нейтрализацию аммонийным соединением в три стадии, при этом на первой стадии нейтрализацию ведут до обеспечения pH 4,2-5,0 с образованием и отделением торийсодержащего осадка, на второй стадии - до обеспечения pH 7,0-7,5 с образованием и отделением концентрата РЗЭ, а на третьей стадии - до рН не менее 8,5 с образованием и отделением кальцийсодержащего осадка.

Изобретение относится к способу переработки фосфогипса для производства концентрата редкоземельных металлов (РЗМ) и гипса. Способ включает приготовление пульпы фосфогипса, выщелачивание РЗМ и фосфора серной кислотой.
Изобретение относится к способу переработки титановых шлаков с получением концентрата диоксида титана, который может быть использован в качестве компонента обмазки сварочных электродов.

Изобретение относится к переработке свежеполученного фосфополугидрата и может быть использовано для получения концентрата редкоземельных элементов (РЗЭ) и гипсового продукта для строительных материалов.
Изобретение относится к металлургии. Шихта для извлечения лития содержит смесь сподуменового (СК) и лепидолитового (ЛК) литиевых концентратов и карбонат натрия.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения лития вакуум-термическим методом при использовании вакуумной шахтной электропечи сопротивления в режиме совмещенного процесса синтез - восстановление - конденсация.
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения лития вакуум-термическим методом при использовании вакуумной шахтной электропечи сопротивления в режиме совмещенного процесса синтез-восстановление-конденсация.
Изобретение относится к производству фтористых солей, в частности к способу получения гексафторофосфата лития. .

Изобретение относится к способу комплексной переработки необогащенных сподуменовых руд с получением литиевых продуктов и цементов. .

Изобретение относится к способу переработки сподуменсодержащих концентратов бериллия. .

Изобретение относится к металлургии лития, в частности к способу переработки концентрата -сподумена для извлечения лития с получением карбоната лития. .

Изобретение относится к металлургии лития, в частности к способу извлечению лития из -сподуменовых концентратов с получением карбоната лития. .

Изобретение относится к металлургии лития, в частности к извлечению лития из сподуменовых концентратов и способу получения концентрированных растворов сульфата лития из концентрата -сподумена.
Изобретение относится к металлургии, в частности к способу извлечения бериллия из бериллсодержащего сподуменового концентрата. .

Изобретение относится к металлургии, в частности к способу переработки литиевых концентратов. Способ включает сульфатизацию концентрата серной кислотой, выщелачивание сульфатизированного концентрата, разделение пульпы выщелачивания на сульфатный раствор и нерастворимый кек. После промывки кека проводят сушку промытого кека. Далее ведут приготовление шихты из сухого кека с карбонатами лития, калия, натрия, оксидами магния, кальция, титана, цинка, трехвалентного хрома и с криолитом. Затем проводят плавление шихты, слив полученного плава в заливочную форму, его охлаждение, извлечение формовки и ее термообработку с образованием ситалла. В качестве исходного сырья используют лепидолитовый концентрат, который сульфатизируют при температуре 95÷100°C в течение 4-6 мин. При приготовлении шихты из сухого кека с карбонатами, оксидами и криолитом расход карбоната лития и карбоната калия составляет соответственно 11,1÷11,3 мас.% и 4,2÷4,3 мас.%. Техническим результатом является полное извлечение лития и калия в целевые продукты и снижение энергозатрат за счет снижения времени декрипитации и расхода реагентов. 1 табл., 1 пр.
Наверх