本發(fā)明涉及固體廢棄物的處理，尤其涉及一種鋰渣中鉀鈉銣銫的提取方法。

背景技術(shù)：

1、由于鋰云母中鋰的品位較低，經(jīng)過硫酸鹽焙燒、水浸等提鋰步驟以后會產(chǎn)生大量的鋰渣，鋰渣存在堆存難、環(huán)境風(fēng)險高等問題。焙燒過程中使用的輔料含有大量的鉀鹽、鈉鹽，使得鋰渣中的堿含量較高。當(dāng)前，常將鋰云母精礦浸出后的鋰渣直接應(yīng)用到建筑材料中；然而鋰渣中殘留的鉀鹽、鈉鹽在孔隙溶液中會隨水分遷移到建筑材料表面，當(dāng)水分蒸發(fā)后，在建筑材料表面沉積結(jié)晶形成泛霜。泛霜不僅影響外觀，而且會在表面膨脹，導(dǎo)致表面破壞，逐漸滲透到建筑材料內(nèi)部，對建筑材料結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響；鉀鹽、鈉鹽對混凝土中的鋼筋有腐蝕作用，嚴(yán)重影響混凝土的耐久度和使用壽命。

2、并且，鋰渣中含有銣、銫等稀有金屬，其在自然界中的含量相對稀少，且提取和開發(fā)利用相對困難。因此，如果直接將鋰渣應(yīng)用至建筑材料中，則會導(dǎo)致稀有金屬無法有效進行回收，產(chǎn)生資源的浪費。

3、現(xiàn)有研究中，通常對鋰渣進行固化處理，但是固化處理并不能實現(xiàn)鋰渣中鉀鈉的脫除，以及稀有金屬的回收，造成了鋰渣的資源化利用率低。鑒于此，有必要提供一種鋰渣中鉀鈉銣銫的提取方法，以解決或至少緩解如何高效提取中鉀鈉銫銣的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的是提供一種鋰渣中鉀鈉銣銫的提取方法，旨在解決上述如何高效提取中鉀鈉銫銣的技術(shù)問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種鋰渣中鉀鈉銣銫的提取方法，包括步驟：

3、s1，將鋰渣和浸出劑進行第一混合，得混合料；

4、所述鋰渣中含有鉀元素、鈉元素、銣元素和銫元素；

5、所述浸出劑包括mg(oh)2和cao，mg(oh)2和cao的質(zhì)量比為1:5～6；所述鋰渣和所述浸出劑的質(zhì)量比為0.9～2:1；

6、s2，將所述混合料進行機械活化，得預(yù)處理料；所述機械活化包括：對所述混合料進行球磨，所述球磨的時長為1.5～5h；

7、s3，將所述預(yù)處理料和水進行第二混合，得第一反應(yīng)液；

8、所述第二混合在40～70℃的溫度下進行，所述第二混合的時長為0.5～5h；

9、s4，將所述第一反應(yīng)液進行水熱處理，得第二反應(yīng)液；

10、所述水熱處理的溫度為120～170℃，所述水熱處理的時長為3～6h；

11、s5，對所述第二反應(yīng)液進行固液分離，得金屬提取液和尾渣；所述金屬提取液中含有所述鉀元素、所述鈉元素、所述銣元素和所述銫元素。

12、進一步地，所述第一混合在10～40℃下進行。

13、進一步地，所述球磨的轉(zhuǎn)速為200～400rpm；所述球磨采用的球料比為1～15:1～4。

14、進一步地，所述步驟s2還包括：將所述預(yù)處理料過200～325目篩，并取篩下物。

15、進一步地，所預(yù)處理料和所述水的質(zhì)量比為1:3～15。

16、進一步地，所述第二混合采用的轉(zhuǎn)速為100～300rpm。

17、進一步地，所述鉀元素在所述鋰渣中的質(zhì)量占比為5～10％，所述鈉元素在所述鋰渣中的質(zhì)量占比為5～10％，所述銣元素在所述鋰渣中的質(zhì)量占比為0.1～2％，所述銫元素在所述鋰渣中的質(zhì)量占比為0.05～0.5％。

18、進一步地，所述鋰渣含有的物相包括霞石、白榴石和方鈉石，且具有架狀骨干硅酸鹽礦物的結(jié)構(gòu)。

19、進一步地，按質(zhì)量占比計，所述鋰渣中還含有硅元素、鈣元素、鋁元素、鐵元素、硫元素、氧元素。

20、進一步地，所述鋰渣包括：鋰云母精礦經(jīng)過硫酸鹽焙燒后，水浸提鋰得到的浸出渣。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點：

22、1、本發(fā)明將鋰渣和含mg(oh)2、cao的復(fù)合堿浸出劑混合后，依次進行機械活化、預(yù)反應(yīng)(提前在40～70℃的溫度下混合反應(yīng))和水熱反應(yīng)，實現(xiàn)了鋰渣中鉀鈉銣銫元素的高效提取。

23、2、本發(fā)明的水熱反應(yīng)溫度僅在140℃左右，相較于未進行機械活化和預(yù)反應(yīng)的浸出方式，本發(fā)明能夠以較低的水熱溫度實現(xiàn)鉀鈉銣銫的高效提取；即，相比于常規(guī)水熱法浸出硅酸鹽中的堿金屬元素(溫度≥200℃)，本發(fā)明具有能耗較低和浸出率高的優(yōu)點，適合實際應(yīng)用。

24、2、本發(fā)明從根本上解決了鋰渣中脫除鉀鈉元素的問題，減少了采用內(nèi)部固化鉀鈉元素帶來的建筑材料破壞和鋼筋腐蝕的風(fēng)險；同時，本發(fā)明實現(xiàn)了鋰渣中鉀鈉銣銫等資源的回收處理。

技術(shù)特征：

1.一種鋰渣中鉀鈉銣銫的提取方法，其特征在于，包括步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰渣中鉀鈉銣銫的提取方法，其特征在于，所述第一混合在10～40℃下進行。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰渣中鉀鈉銣銫的提取方法，其特征在于，所述球磨的轉(zhuǎn)速為200～400rpm；所述球磨采用的球料比為1～15:1～4。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰渣中鉀鈉銣銫的提取方法，其特征在于，所述步驟s2還包括：將所述預(yù)處理料過200～325目篩，并取篩下物。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰渣中鉀鈉銣銫的提取方法，其特征在于，所預(yù)處理料和所述水的質(zhì)量比為1:3～15。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰渣中鉀鈉銣銫的提取方法，其特征在于，所述第二混合采用的轉(zhuǎn)速為100～300rpm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰渣中鉀鈉銣銫的提取方法，其特征在于，所述鉀元素在所述鋰渣中的質(zhì)量占比為5～10％，所述鈉元素在所述鋰渣中的質(zhì)量占比為5～10％，所述銣元素在所述鋰渣中的質(zhì)量占比為0.1～2％，所述銫元素在所述鋰渣中的質(zhì)量占比為0.05～0.5％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰渣中鉀鈉銣銫的提取方法，其特征在于，所述鋰渣含有的物相包括霞石、白榴石和方鈉石，且具有架狀骨干硅酸鹽礦物的結(jié)構(gòu)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰渣中鉀鈉銣銫的提取方法，其特征在于，按質(zhì)量占比計，所述鋰渣中還含有硅元素、鈣元素、鋁元素、鐵元素、硫元素、氧元素。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任意一項所述的鋰渣中鉀鈉銣銫的提取方法，其特征在于，所述鋰渣包括：鋰云母精礦經(jīng)過硫酸鹽焙燒后，水浸提鋰得到的浸出渣。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種鋰渣中鉀鈉銣銫的提取方法，包括步驟：S1，將鋰渣和浸出劑進行第一混合，得混合料；所述浸出劑包括Mg(OH)<subgt;2</subgt;和CaO；S2，將所述混合料進行機械活化，得預(yù)處理料；所述機械活化包括：對所述混合料進行球磨；S3，將所述預(yù)處理料和水進行第二混合，得第一反應(yīng)液；所述第二混合在40～70℃的溫度下進行；S4，將所述混合液進行水熱處理，得第二反應(yīng)液；所述水熱處理的溫度為120～170℃；S5，對所述第二反應(yīng)液進行固液分離，得金屬提取液和尾渣；所述金屬提取液中含有鉀元素、鈉元素、銣元素和銫元素。本發(fā)明能在較低水熱溫度下實現(xiàn)鋰渣中鉀鈉銣銫的高效提取。

技術(shù)研發(fā)人員：柯勇,王云燕,傅杰,鄒偉民,孫竹梅,劉凱,閔小波,史美清,盧仲華,李青竹,彭聰,李云,余林
受保護的技術(shù)使用者：中南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24