本發明涉及鋰云母提取堿金屬鹽技術領域，具體涉及一種利用硫酸與鋰云母低溫固相反應提取堿金屬鹽的方法。

背景技術：

鋰云母是一種重要的礦產資源，其含有豐富的稀有金屬材料如鋰、鈉、鉀、銣、銫和鋁等，鋰云母是鉭鈮開采尾礦經浮選得到的副產品，鋰云母的化學構成為k{li2-xal1+x[al2xsi4-2xo10](f,oh)2}(x＝0～0.5)；鋰云母的化學成分變化較大，通常含sio247～60％，al2o322～29％，feo8～12％，li2o3.5～6％，f4～9％。富鋰端為al-li或fe-li類質同象，其al-li系列為不完全類質同象，而fe-li系列則為完全類質同象；替代k的有na(≤1.1％)、rb(≤4.9％)、cs(≤1.9％)。江西省宜春鋰云母儲量巨大，是目前為止探明的亞洲最大的鋰云母礦。以年產1萬噸電池級碳酸鋰計，宜春鋰云母礦已探明的b級儲量就可以開采100年之久，宜春鋰云母礦中含有li、na、k、rb、cs、al和f等多種有價值的金屬和非金屬元素，鋰云母礦中li2o含量在4～5wt.％，僅次于鋰輝石的6～8wt.％，k2o含量可高達8.5wt.％，并且rb2o含量可達到1.2～1.6wt.％，cs2o含量可達到0.15～0.2wt.％，因此鋰云母也是提取稀有金屬銣、銫的重要資源，具有極大的經濟價值。

目前通過從鋰云母礦中提取堿金屬鹽的方法主要包括焙燒法和浸出法。焙燒法主要包括石灰石焙燒法、石灰焙燒法、硫酸鹽焙燒法和氯化物焙燒法，這些方法均采用在高溫下(>800℃)將鋰云母與相應化合物進行焙燒，破壞鋰云母原有脈石結構從而達到提鋰的目的，然而，上述焙燒法存在能耗高，鋰回收率低、除雜工藝復雜等缺點；浸出法是將鋰云母焙燒料在溶液中高壓或常壓下浸出，如硫酸浸出法、鈉鹽浸出法、石灰乳浸出法等，達到提鋰的目的，該法對設備要求較高，前期投資較大，運行維護費用高，同時，物料用量大，特別是硫酸浸出法，將使用大量硫酸及除酸劑。

中國專利(申請號201510206161.0)公開了一種改良的固氟重構鋰云母提取堿金屬化合物的方法，該方法是以鈣鹽和鈉鹽的溶液或懸浮液作為重構助劑，與鋰云母通過混合、造粒、干燥成型，再通過高溫熱處理，得到熟料，熟料用水浸出得到堿金屬鹽類化合物。中國專利(申請號201310062852.9)公開了一種硫酸焙燒法鋰云母制備碳酸鋰的方法，該方法采用鋰云母高溫焙燒脫氟，然后磨細后用硫酸調漿，再進一步低溫焙燒，熟料用水浸出得到堿金屬鹽類化合物。但是這些提取工藝仍然需要高溫焙燒，存在能耗高，反應條件苛刻，且鋰等堿金屬化合物回收率低、除雜工藝復雜等缺點。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是現有技術中從鋰云母礦中提取堿金屬鹽的方法所存在的能耗高、反應條件苛刻且堿金屬鹽的收率低等缺陷，進而提供一種工藝簡單、能耗低、反應條件簡單且堿金屬鹽浸出效率高的利用硫酸與鋰云母低溫固相反應提取堿金屬鹽的方法。

為此，本發明實現上述目的的技術方案為：

一種利用硫酸與鋰云母低溫固相反應提取堿金屬鹽的方法，包括如下步驟：

(1)鋰云母的球磨

將鋰云母進行球磨，球磨過程中邊磨邊加水，得到鋰云母漿料，將所述鋰云母漿料離心得到鋰云母粉末；

(2)調漿、烘干和球磨

將質量濃度為96～99％的濃硫酸水溶液與步驟(1)中得到的鋰云母粉末混勻得到混合料漿，而后在100～150℃烘干、冷卻至室溫、再次球磨；

(3)固相反應

將步驟(2)中球磨后得到的鋰云母粉末在200～300℃下進行固相反應，得到鋰云母熟料，將所述鋰云母熟料放入水中，加熱反應，離心后得到堿金屬鹽溶液。

步驟(1)中，離心后得到的鋰云母粉末的粒度小于200目，含水量小于15％。

步驟(2)中，所述濃硫酸水溶液與所述鋰云母粉末的質量比為1.05～1.15:1。

步驟(2)中，所述烘干時間為2～4h。

步驟(2)中，再次球磨后得到的鋰云母粉末的粒度為50～200目。

步驟(3)中，所述固相反應時間為2～4h。

步驟(3)中，所述鋰云母熟料與所述水的質量比為2～5：1。

步驟(3)中，所述加熱反應的溫度為95～100℃，時間為0.5～1h。

步驟(2)中，所述濃硫酸水溶液中硫酸的質量濃度為98％。

與現有技術相比，本發明的上述技術方案具有如下優點：

1、本發明所述的利用硫酸與鋰云母低溫固相反應提取堿金屬鹽的方法，通過將鋰云母進行球磨，球磨過程中邊磨邊加水，得到鋰云母漿料，將鋰云母漿料離心得到鋰云母粉末，然后將質量濃度為96～99％的濃硫酸水溶液與上述鋰云母粉末混勻得到混合料漿，而后在100～150℃烘干、冷卻至室溫、再次球磨，最后將球磨后得到的鋰云母粉末在200～300℃下進行固相反應，得到鋰云母熟料，將上述鋰云母熟料放入水中，加熱反應，離心后得到堿金屬鹽溶液，本發明所述的利用硫酸與鋰云母低溫固相反應提取堿金屬鹽的方法，工藝簡單、能耗低、反應條件簡單且堿金屬鹽浸出效率高，本發明所述方法中濃硫酸水溶液與鋰云母粉末的質量比為1.05～1.15:1，該值小于現有技術中濃硫酸水溶液與鋰云母粉末的質量比為1.15～1.20:1，由此說明本發明的方法可減少濃硫酸的用量，能耗較低；其次，本發明所述方法中堿金屬鹽的浸出率為95～97％，其大于現有技術中堿金屬鹽的浸出率90～93％，由此說明本發明的方法中堿金屬鹽利用率較高。

具體實施方式

下面將對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。此外，下面所描述的本發明不同實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互結合。

實施例1

本實施例提供的利用硫酸與鋰云母低溫固相反應提取堿金屬鹽的方法，包括如下步驟：

(1)鋰云母的球磨

將鋰云母進行球磨，球磨過程中邊磨邊加水，得到鋰云母漿料，將所述鋰云母漿料離心得到鋰云母粉末，所述鋰云母粉末的粒度為190目，其含水量為14％；

(2)調漿、烘干和球磨

將質量濃度為98％的濃硫酸水溶液與步驟(1)中得到的鋰云母粉末混勻得到混合料漿，其中濃硫酸水溶液與所述鋰云母粉末的質量比為1:1，而后在130℃烘干3h，冷卻至室溫、再次球磨得到粒度為100目的鋰云母粉末；

(3)固相反應

將步驟(2)中球磨后得到的鋰云母粉末在250℃下反應3h，得到鋰云母熟料，將所述鋰云母熟料放入水中，其中所述鋰云母熟料與水的質量比為4:1，而后加質量為2倍的水在98℃加熱反應0.6h，離心后得到堿金屬鹽溶液，所得堿金屬鹽的浸出率為95％。

實施例2

本實施例提供的利用硫酸與鋰云母低溫固相反應提取堿金屬鹽的方法，包括如下步驟：

(1)鋰云母的球磨

將鋰云母進行球磨，球磨過程中邊磨邊加水，得到鋰云母漿料，將所述鋰云母漿料離心得到鋰云母粉末，所述鋰云母粉末的粒度為180目，其含水量為12％；

(2)調漿、烘干和球磨

將質量濃度為96％的濃硫酸水溶液與步驟(1)中得到的鋰云母粉末混勻得到混合料漿，其中濃硫酸水溶液與所述鋰云母粉末的質量比為1.15:1，而后在100℃烘干2h，冷卻至室溫、再次球磨得到粒度為200目的鋰云母粉末；

(3)固相反應

將步驟(2)中球磨后得到的鋰云母粉末在200℃下反應4h，得到鋰云母熟料，將所述鋰云母熟料放入水中，其中所述鋰云母熟料與水的質量比為2:1，而后加質量為2倍的水在100℃加熱反應0.5h，離心后得到堿金屬鹽溶液，所得堿金屬鹽的浸出率為96％。

實施例3

本實施例提供的利用硫酸與鋰云母低溫固相反應提取堿金屬鹽的方法，包括如下步驟：

(1)鋰云母的球磨

將鋰云母進行球磨，球磨過程中邊磨邊加水，得到鋰云母漿料，將所述鋰云母漿料離心得到鋰云母粉末，所述鋰云母粉末的粒度為170目，其含水量為13％；

(2)調漿、烘干和球磨

將質量濃度為99％的濃硫酸水溶液與步驟(1)中得到的鋰云母粉末混勻得到混合料漿，其中濃硫酸水溶液與所述鋰云母粉末的質量比為1.05:1，而后在150℃烘干4h，冷卻至室溫、再次球磨得到粒度為50目的鋰云母粉末；

(3)固相反應

將步驟(2)中球磨后得到的鋰云母粉末在300℃下反應2h，得到鋰云母熟料，將所述鋰云母熟料放入水中，其中所述鋰云母熟料與水的質量比為5:1，而后加質量為2倍的水在95℃加熱反應1h，離心后得到堿金屬鹽溶液，所得堿金屬鹽的浸出率為97％。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明創造的保護范圍之中。