[发明专利]一种钾铷铯矾的提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钾铷铯矾的提取方法，特别是从锂云母原料中提取钾铷铯矾的方法。

背景技术

所述矾是各金属硫酸盐的水合结晶，钾、铷、铯矾是硫酸钾、硫酸铷、硫酸铯三种物质水合结晶混合的统称，是重要的稀有金属化学原料。

锂云母是一种重要的矿产资源，其含有丰富的稀有金属材料，锂、钠、钾、铷、铯、铝等。随着世界能源的日益紧张，开发利用新能源为世界的共同课题，锂电新能源作为新能源发展的重要产业之一，越来越被各国所重视 ；锂及其盐类碳酸锂，硫酸锂等盐是锂电新能源产业的基础性原料产品，而锂云母中含有锂电新能源产业的基础材料锂金属，因此对锂云母的开发应用成为当今的热门课题。开发应用锂及其盐的过程中，由于锂云母原料中含有丰富其它金属元素，而仅提取金属锂及其盐，对其余金属不作开发应用这样极大浪费了宝贵的矿产资源，而且对环境也会造成一定污染，因此在提取锂云母原料中的锂及其盐的过程中，对钾、铷、铯的提取亦是很有必要 ；如在提取碳酸锂时，同时提取其余金属钾、铷、铯盐可大幅降低碳酸锂的生产成本。

目前还未有关于钾铷铯矾提取的报道，从锂云母原料中提取锂、铷、铯盐具有极其广泛的发展前景。

发明内容

本发明就是要提供一种钾铷铯矾的提取方法，特别是以锂云母为原料提取锂盐的过程中，回收提取钾铷铯金属及其盐，提高了锂云母的综合开发利用率。

本发明的技术方案钾铷铯矾的提取方法，以锂云母为原料，包括 ：

1) 将锂云母和稀硫酸溶液反应，形成含硫酸盐固液混合溶液 ；

2) 过滤分离所述混合溶液，除去滤渣，得滤液母液 1 ；

3) 将滤液母液 1 经降温冷冻处理，过滤分离，滤渣为钾铷铯矾。

所述钾铷铯矾按如下工艺步骤进行提取 ：

1）将锂云母粉碎至 80-300 目，用稀硫酸溶液浸渍，加热至 110-130℃温度下反应形成含硫酸盐的固液混合溶液 ；

2）过滤液分离所述混合溶液，滤渣除去，滤液母液 1 用水稀释 ；

3）冷冻降温处理，将稀释后的母液 1，降温至 0-50℃，形成结晶溶液 ；

4）过滤结晶溶液，滤渣为钾铷铯矾产品，滤液母液 2 回收。

本发明所述硫酸溶液浓度为 40-60wt%。

本发明控制锂云母和硫酸溶液反应温度为 118-128℃，反应时间 4-12 小时。

本发明控制步骤 2）滤渣中各化学物质组成（wt%）为 Li 2 O 0.25-0.29、K 2 O0.8-0.99、Na 2 O 0.35-0.405、Al 2 O 3 7.0-7.51、SiO 2 90.1-91.2、Rb 2 O 0.09-0.097、Cs 2 O0.015-0.0155。

本发明对母液1进行稀释是用2-3倍母液1体积比的水稀释。

本发明步骤4）控制所述滤液母液2中Rb+浓度≤0.006g/L，Cs+浓度≤0.005-0.008g/L，K+浓度≤4.83g/L。

本发明以锂云母为原料，在提取锂云母原料中金属锂及锂盐的过程中生产钾铷铯矾，特别是在制备碳酸锂或硫酸锂的过程中，即可实现生产钾铷铯矾产品。钾铷铯矾是硫酸钾、硫酸铷、硫酸铯的水合结晶，依据 GB3885-83 检测标准和方法，经检测该水合结晶中有效含量分别为硫酸钾27.8wt%，硫酸铷7.18wt%，硫酸铯1.12wt%。

本发明涉及的主要化学方程式 ：

K 2 O+H 2 SO 4 → K 2 SO 4 +H 2 O Rb 2 O+H 2 SO 4 → Rb 2 SO 4 +H 2 O Cs 2 O+H 2 SO 4 → Cs 2 SO 4 +H 2 O

该三者的水合结晶即为钾铷铯矾。

具体实施方式 实施例中涉及浓度均为质量浓度。

实施例1：

取宜春钽铌锂矿生产的锂云母原料其主要化学组成成份如下表（wt%）

1）将上述锂云母矿粉碎至 200 目，用浓度 50wt% 硫酸溶液浸渍，一般控制锂云母 ：硫酸质量比为1 ：2.5，并加热升温至120℃，搅拌反应4-10小时，并进行除氟处理，形成含硫酸盐的固液混合溶液 ；

2）将上述固液混合溶液经离心过滤分离，除去滤渣，控制滤渣中各组分组成分别为以wt% 计

滤液为母液 1，将母液 1 用水稀释 ；母液 1 和水体积比为 1 ：2 ；即用母液 1 体积 2 倍的水稀释 ；