Способ извлечения лития из сподумена Российский патент 2018 года по МПК C22B26/12 C22B3/08 

Изобретение относится к способам извлечения лития и может быть использовано для выделения лития из отвалов забалансовых руд.

Известен способ переработки концентрата β-сподумена для извлечения лития с получением карбоната лития. Согласно заявляемому способу сульфатизацию концентрата β-сподумена ведут 93%-ной серной кислотой при температуре 250°С в течение 1-1,5 ч. Далее проводят водное выщелачивание сульфатизированного концентрата при Т:Ж = 1:5 (по концентрату) и температуре 95°С. Полученную пульпу нейтрализуют до рН 6,0-6,5 концентратом β-сподумена. Нейтрализованную пульпу фильтруют, получают раствор сульфата лития и алюмосиликатный кек. Последний подвергают 2-кратной фильтр-репульпационной отмывке от раствора сульфата лития в течение 20 мин при Т:Ж = 1:1 (по концентрату) и температуре 90°С [Патент РФ №2361099, МПК С22В 26/12, С22В 3/08. «Способ переработки концентрата β-сподумена»].

Недостатком данного способа является неравномерное смешивание серной кислоты с концентратом.

Известен как основной и наиболее близкий к изобретению по технической сущности способ обогащения сподуменовых руд методом флотации. При флотации сподуменовой руды с содержанием оксида лития 0,5-1,5% получают сподуменовый концентрат с содержанием оксида лития 3,0-4,5% при извлечении из него оксида лития 60-70%. В процессе отработки Завитинского месторождения в отвалах забалансовых руд накоплено несколько десятков миллионов тонн руды с содержанием оксида лития около 0,25-0,30%, которые могут быть вовлечены в переработку [Остроушко Ю.И., Бучихин П.И., Алексеева В.В. и др. Литий, его химия и технология. М., Атомиздат. 1960 г.].

Однако прямая флотация забалансовых руд по известной технологии не дает требуемых показателей по качеству получаемых концентратов и извлечению из них Li₂O. Содержание оксида лития в концентрате не превышает 2,0-2,5%, а извлечение составляет всего порядка 30%.

Задача, на решение которой направлен предлагаемый способ, - повышение извлечения лития из забалансовых руд, его содержания в концентрате и усовершенствование способа извлечения металла из концентрата.

Решение поставленной задачи достигается тем, что согласно предлагаемому способу на первом этапе переработки забалансовых литийсодержащих руд проводится их обогащение методами кусковой радиометрической сепарации, полученный концентрат подвергается флотационному обогащению и декрипитации с последующим сернокислотным выщелачиванием лития. Перед флотационным обогащением проводят предварительное обогащение методами кусковой радиометрической сепарации. Для флотации слюды и других загрязняющих минеральных примесей из сподуменового концентрата без снижения показателей используют катионный собиратель Сонкор. Смешивание сподуменового концентрата с серной кислотой производят с одновременной грануляцией шихты в специальном аппарате - грануляторе.

Способ осуществляется следующим образом.

Сподумен в лежалых рудах отвалов под действием атмосферных факторов подвергается естественному разрушению с изменением поверхностного слоя, что негативно влияет на селективность флотационного процесса. Эффективность получения сподумена из редкометальных пегматитов флотационным методом в значительной мере зависит от степени разрушенности сподумена. Поэтому на первом этапе переработки забалансовых литийсодержащих руд проводится предварительное обогащение методами кусковой радиометрической сепарации (рисунок 1).

В результате предварительного обогащения забалансовой литиевой руды радиометрическими методами содержание Li₂O в товарном продукте, поступающем на флотацию, повышается до 0,55-0,60%.

Последующее флотационное обогащение позволяет получить кондиционный сподуменовый концентрат.

Флотационное обогащение проводится с использованием в операции очистки сподуменового концентрата щелочного цикла от слюды вместо АНП (хлоргидрат аминов формулы RNH₃Cl, где R - алкил C_13-16) отечественного катионного собирателя Сонкор (ЗАО «Нефтехим», г. Уфа, ТУ 2415-009-00151816-98).

Исследования по флотации проводили на материале после предварительного обогащения крупнокусковой забалансовой руды радиометрическими методами сепарации (РМС) - концентрате РМС (0,58% Li₂O). Результаты сравнительных исследований с использованием АНП-2, Сонкора и жидкого стекла представлены в таблице.

Замена собирателя АНП-2, который в настоящее время снят с производства, на промышленный отечественный реагент Сонкор (обычно используют в промышленности, как ингибитор коррозии), позволяет проводить флотацию слюды и других загрязняющих минеральных примесей из сподуменового концентрата без снижения технологических показателей.

Жидкое стекло используют для удаления кварц-полевых шпатов, содержащихся в концентрате.

Полученный сподуменовый концентрат с содержанием 4,0-4,5% Li₂O и извлечением на стадии флотации 60-70% направляется на декрипитацию с последующей сульфатизацией и противоточным водным выщелачиванием лития.

Смешивание концентрата с серной кислотой производится с одновременным получением гранулированного продукта. Гранулирование - процесс, в результате которого мелкодисперсный материал формируется в твердые, достаточно прочные структуры заданной формы и размеров. При грануляции измельченного рудного материала кислотой происходит гетерогенная химическая реакция в слое твердого подвижного материала при минимальном соотношении фаз, близком к стехиометрическому. Грануляция продукта при шихтовке концентрата с серной кислотой обеспечивает равномерное смешивание компонентов, применение аппарата для шихтования, работающего в непрерывном режиме, простоту разгрузки сульфатизированного материала из аппаратов после смешивания и обжига, а также применение для сульфатизации в промышленных условиях трубчатой вращающейся печи, работающей в непрерывном режиме.

Технический результат, который достигается по предлагаемому способу, заключается в получении сподуменового концентрата с содержанием 4,0-4,5% Li₂O, извлечением его на стадии флотации 60-70%, разработке эффективного варианта сернокислотного извлечения лития.

Техническая эффективность предлагаемого способа извлечения лития заключается в переводе забалансовых отвальных руд в категорию балансовых, снижении затрат на дробление и измельчение руды за счет вывода из процесса переработки отвалов около 70% хвостов сепарации.

Изобретение относится к извлечению лития и может быть использовано для выделения лития из отвалов забалансовых руд. Способ включает обогащение сподуменовой руды методом кусковой радиометрической сепарации, флотационное обогащение с получением сподуменового концентрата, декрипитацию и сернокислотное извлечение из него лития с использованием Сонкора в качестве катионного собирателя с обеспечением флотации слюды и загрязняющих минеральных примесей. Обеспечивается повышение извлечения лития из забалансовых руд. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

1. Способ извлечения лития из сподуменовой руды, включающий флотационное обогащение сподуменовой руды с получением сподуменового концентрата, декрипитацию и сернокислотное извлечение из него лития, отличающийся тем, что перед флотационным обогащением проводят обогащение методом кусковой радиометрической сепарации, при этом сернокислотное извлечение лития ведут с использованием катионного собирателя, обеспечивающего флотацию слюды и загрязняющих минеральных примесей, в виде Сонкора.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сернокислотное извлечение лития ведут путем смешивания сподуменового концентрата с серной кислотой с одновременной грануляцией шихты в аппарате - грануляторе.