从国宝山铷矿中浸出铷.pdf

2 0 1 5 年第3 期 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 3 3 d o i l O ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 7 7 5 4 5 ．2 0 1 5 ．0 3 ．0 0 9 从国宝山铷矿中浸出铷 曹耀华，高照国，王威，刘红召，张博 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，多金属矿评价与 综合利用重点实验室，郑州4 5 0 0 0 6 攮要国宝山铷原矿先进行焙烧，然后从含R b 。0o ．1 ％的焙砂中碱性浸出铷。结果表明。在碳酸钠用量 为理论量的1 ．4 倍、液固比2 、常温浸出1 ．5h ，5 级循环浸出后铷浸出率平均为9 3 ．8 7 ％，钙去除率平均 为9 9 ．7 6 ％。 关键词铷；焙砂；多级循环；碱浸；除钙 中图分类号T F 8 2 6 ’．4文献标志码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 5 0 3 一0 0 3 3 一0 3 L e a c h i n gR u b i d i u mf r o mG u o b a o s h a nR u b i d i u mo r e C A OY a o h u a ，G A OZ h a o g u o ，W A N GW e i ，L I UH o n g z h a o ，Z H A N GB o Z h e n g z h o uI n s t i t u t eo fM u l t i p u r p o s eU t i l i z a t i o no fM i n e r a lR e s o u r c e s 。C A G S ， K e yI ，a b o r a t o r yf o rP o l y m e t a l l i cO r e FE v a l u a t i o na n dU t i l i z a t i o n ，M L R ，Z h e n g z h o u4 5 0 0 0 6 ，C h i n a A b s t r a c t G u o b a o s h a nr u b i d i u mo r ew a sr o a s t e da n dr u b i d i u mw a sm u l t i s t a g ea l k a l i n e1 e a c h e df r o m c a l c i n i n gw i t hR b z0g r a d eo f0 ．1 ％．T h er e s u l t ss h o wt h a ta v e r a g er u b i d i u ml e a c h i n gr a t ei s9 3 ．8 7 ％a n d a v e r a g ec a l c i u mr e m o v a lr a t ei s9 9 ．7 6 ％u n d e rt h eo p t i m u mc o n d i t i o n si n c l u d i n gs o d i u mc a r b o n a t ed o s a g e o f1 ．4t i m e so ft h e o r e t i c a la m o u n t ，r a t i oo fl i q u i dt os o l i do f2 ，r o o mt e m p e r a t u r e ，l e a c h i n gd u r a t i o no f1 ．5 h ，a n dm u l ti s t a g ec i r c u l a t i 。nt i m e so ff i v e ． K e yw o r d s r u b i d i u m ；c a l c i n i n g ；m u l t i s t a g ec i r c u l a t i o n ；a l k a l i n el e a c h i n g ；c a l c i u mr e m o v a l 我国铷矿产资源丰富，但铷很少形成独立的矿 物或矿体，通常赋存于锂云母等矿石和盐湖卤水中。 锂云母中铷含量占我国铷资源储量的5 5 ％[ 1 。3 ] ，因 此，加强锂云母中铷的提取研究十分必要。2 0 1 1 年 在北山地区发现的甘肃省瓜州县国宝山铷多金属矿 为一超大型的铷多金属矿，R b 。O 含量平均为 o ．1 3 ％，矿石构造为花岗岩结构，铷主要赋存在钾长 石 天河石 中，呈分散状态分布，很难通过选矿方法 分离。针对该铷矿的矿石性质，我们进行了从铷原 矿提取铷的试验研究，确定了“原矿一破碎一配料一 焙烧一循环碱浸一净化一结晶一氯化铷产品”的工 艺流程，取得了较好的技术指标。本文主要讨论铷 收稿日期2 0 1 4 1 1 1 0 基金项目中国地质调查局地质调查工作项目 1 2 1 2 0 1 1 3 0 8 8 0 0 0 作者简介曹耀华 1 9 6 6 一 ，女，河南上蔡人，研究员． 焙砂中铷的浸出工艺，经5 级循环碱浸后，获得了良 好铷浸出指标，同时钙的去除效果也较好。 1 试验原料及方案 1 ．1 原料 试验原料为甘肃某铷多金属矿，R b 。O 含量平 均o ．1 3 ％，含T a 2 0 s2 2 ．9 0g ／t 、N b 2 0 55 2 ．1 0g ／t ， 其他化学成分 ％ L i 。00 ．1 0 、S i 0 。7 5 ．9 5 、T F e 0 ．5 7 、A 1 2 0 31 3 ．3 7 、N a 2 05 ．3 4 、K 2 03 ．8 2 、C a O o ．3 3 、M n O0 ．1 7 、M 9 0O ．0 8 。矿石中主要矿物含 量 ％ 石英2 8 ．6 、钾长石1 9 ．3 、钠长石4 6 ．8 、铁 锂云母5 ．2 、其他o ．1 。矿石中3 4 ．8 ％的铷赋存在 万方数据 3 4 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 5 年第3 期 铁锂云母中，还有3 6 。5 ％的铷赋存在钾长石和钠 长石中。 1 ．2 试验方案 根据矿石的性质，从钾长石中通过选矿得到铷 精矿的难度大。本文以铷原矿为原料，进行直接冶 金提取铷的试验，通过探索试验，确定了先焙烧再浸 出的工艺路线，使矿石中的铷进入溶液，再通过净 化、富集、结晶得到氯化铷产品。 2 试验结果与讨论 2 ．1 焙砂的制备 对该铷矿进行配料一焙烧试验[ 4 ] ，确定的最佳 条件为添加剂氯化钙氯化钠一1 2 、添加剂用量 为矿重的3 0 ％、原料粒度一1 ．7m m 占9 5 ％、焙烧 温度9 0 0 ℃、焙烧时间2h 。焙砂中的铷、锂、钠、钾、 钙等以氯化物形式存在，焙砂含T a O 。1 8 ．0 9g ／t 、 N b O 。4 1 ．1 6g ／t ，其他化学成分 ％ R b 。0o ．1 0 、 L i 2 00 ．0 8 、S i O z5 6 ．6 7 、A 1 2 0 39 ．9 7 、N a 2 01 1 ．8 9 、 K 2 02 ．8 4 、C a O4 ．0 8 、T F e0 ．4 3 。 2 ．2 水浸条件的确定 经过焙烧后，焙砂中的铷转变成可溶性盐，在水 浸过程中，焙砂中易溶于水的钠盐、钾盐、钙盐也进 入浸出液。其中钙离子会严重影响铷富集工序的操 作，因此选择在浸出工序除钙。主要研究水浸条件 下浸出温度、液固比对铷浸出率的影响和碱浸条件 下碱用量、浸出时间对铷浸出率及钙去除率的条件 试验。 2 ．2 ．1 水浸温度 在浸出液固比为3 、浸出时间2h 的条件下，对 焙砂进行水浸试验。当浸出温度分别为2 5 、5 0 、7 0 、 9 0 ℃时，铷浸出率分别为9 4 ．2 8 ％、9 5 ．2 6 ％、 9 5 ．3 8 ％、9 5 ．4 0 ％。可以看出，在试验温度范围内， 温度对铷浸出率影响不大，综合考虑，选择常温浸出 即2 5 ℃左右 。 2 ．2 ．2 水浸液固比 在常温浸出2h 的条件下，考察液固比对铷浸 出率的影响。选取浸出液固比分别为1 、1 ．5 、2 、3 ， 得到的铷浸出率分别为9 4 ．3 5 ％、9 5 ．0 9 ％、 9 5 ．5 0 ％、9 5 ．4 3 ％。结果表明，液固比对铷浸出率的 影响较小，但过小的液固比 如试验过程中液固比小 于1 ．5 ，导致容器内反应物料的分散状态变差，影 响操作。由于原料中铷含量较低，液固比过大对浸 出液铷浓度的提高不利。考虑实际操作及浸出液铷 含量，选择液固比为2 较适宜。 2 ．2 ．3 碱浸碳酸钠用量 在液固比2 、常温浸出2h 的条件下，考察碳酸 钠用量对铷浸出率及钙去除率的影响，结果见图1 。 毋 、 碍 丑 则 暴 碳酸钠用量 理论倍数 图l 碳酸钠用量对铷浸出率及钙 去除率的影响 F i g ．1 E f f e c to fd o s a g eo fs o d i u mc a r b o n a t eo n r u b i d i u ml e a c h i n gr a t ea n dc a l c i u mr e m o v a lr a t e 由图1 可以看出，碳酸钠用量主要影响碱浸的 除钙率，对铷浸出率影响不大。随着碳酸钠用量的 增加，除钙率逐渐升高，当碳酸钠用量达到理论用量 1 ．4 倍以后，除钙率稳定在9 9 ．9 0 ％。 2 ．2 ．4 碱浸时间 在液固比2 、常温浸出、碳酸钠用量为理论量的 1 ．4 倍时，浸出时间对铷浸出率及除钙率的影响如 图2 所示。 艰 、 静 丑 财 最 啦 、 褂 躲 篷 图2 浸出时间对铷浸出率及钙去除率的影响 F i g ．2 E f f e c to fl e a c h i n gt i m eo nr u b i d i u m l e a c h i n gr a t ea n dc a l c i u mr e m O v a Ir a t e 从图2 可见，铷浸出率受浸出时间的影响较大， 随着浸出时间的延长，铷浸出率逐渐升高，当浸出时 间达到1 ．5h 后，再延长时间，铷浸出率变化较小。 2 ．2 ．5 多级循环碱浸试验 为了提高浸出液中铷的浓度，在液固比2 、常温 万方数据 2 0 1 5 年第3 期有色金属 冶炼部分 h t t p f f y s y l ．b g r i m m ．c n 3 5 浸出1 ．5h ，碳酸钠用量为理论量的1 ．4 倍的条件 下，进行了多级循环碱浸试验，结果见图3 。 冰 、 爵 丑 嬲 暴 冰 、 碍 躲 笾 循环次数，次 图3 循环级数对铷浸出率及钙去除率的影响 F i g ．3 E f f e c to fc y c l i cn u m b e r0 nr u b i d i u m l e a c h i n gr a t ea n dc a l c i u mr e m 0 V a lr a t e 多级循环浸出试验结果表明，随着循环浸出级 数的增加，钙去除率比较稳定，但当循环浸出试验进 行到5 级后，铷的浸出率有明显降低，由于浸出液中 铷、钾、钠浓度较高，影响铷的浸出效果，本试验选定 循环浸出5 级为一轮，铷浸出率平均9 3 。8 7 ％，除钙 率9 9 ．7 6 ％。 3结论 1 国宝山铷矿中铷主要赋存在钾长石 天河石 和铁锂云母中，选矿方法获得铷精矿的难度大。 2 采用焙烧一碱浸工艺使矿石中的铷进入溶 液，钙留在浸出渣中，在下述最优碱浸条件下，铷浸 出率9 3 ．8 7 ％、除钙率9 9 ．7 6 ％液固比2 、碳酸钠用 量为理论量的1 ．4 倍、常温浸出1 ．5h 、5 级循环。 参考文献 [ 1 ] 稀有金属手册编辑委员会．稀有金属手册下册[ M ] ． 北京冶金工业出版社，1 9 9 5 2 8 4 0 ． [ 2 ] 曹冬梅，张雨山，高春娟，等．提铷技术研究进展[ J ] ．盐 业与化工，2 0 1 1 。4 0 5 4 4 4 7 ． [ 3 ] 蒋育澄，岳涛，高世扬，等．重稀碱金属铷和铯的分离分 析方法进展[ J ] ．稀有金属，2 0 0 2 ，2 6 4 2 9 9 3 0 3 ． [ 4 ] 高照国，曹耀华，王威，等。某铷矿浸出工艺研究[ J ] 。有 色金属 冶炼部分 ，2 0 1 4 4 2 6 2 8 ． 2 0 1 4 年中国学术期刊影响因子年报出炉 根据清华知网最新出版的2 0 1 4 年中国学术期刊影响因子年报提供的数据，2 0 1 3 年有色金属 冶炼部 分 复合影响因子为0 ．7 2 6 ，影响因子学科排序第1 6 位。 万方数据