一种废抛光粉低温选择性提锂的方法

本发明涉及稀土二次资源回收领域的湿法冶金过程，特别是从废抛光粉中选择性提取锂的方法。

背景技术：

1、铈基稀土抛光粉以其抛光精度高、机械强度和耐磨性好，操作环境清洁等优异性能被广泛应用于精密光学玻璃、半导体或陶瓷的精细抛光。抛光过程中随着杂质含量积累、抛光颗粒形态改变导致抛光粉难以循环使用，大多采用填埋处理。废抛光粉中的稀土氧化物含量可达80％，非稀土元素则来源于抛光刻蚀掉落的玻璃碎末和为提高抛光性能所加入的絮凝剂，其中含有锂、铝、硅等多种元素。因此高效回收废抛光粉中的有价金属对于保护环境，实现自然资源的可持续利用具有重要意义。

2、目前已有过相关从废抛光粉中回收稀土氧化物的方法主要分为两类，以回收稀土氧化物的硫酸焙烧水浸法和选择性碱浸除杂法为主。如中国专利cn112609076a公开了“一种从废稀土抛光粉中回收稀土氧化物的方法”，将废抛光粉与浓硫酸按质量比为1:1在300℃下酸化焙烧2.5h后以50g/l的液固比水浸处理，稀土氧化物的回收率大于90％。此方法的缺陷在于能耗高，酸化焙烧条件苛刻，环境污染大，工艺流程长。另一种方法使用氢氧化钠等强碱将废抛光粉中的主要杂质硅、铝选择性浸出，其中硅和铝的浸出率为79.84％和77.96％。但回收的稀土抛光粉的纯度难以满足抛光的纯度要求，抛光性能较差[废弃稀土抛光粉中硅铝杂质的脱除方法，中国发明专利，cn109536037b]。

3、综上可知，现有文献尚无对废抛光粉中锂元素的有效提取方法，且锂的常规提取过程中往往存在选择性差、能耗大的问题，开发废抛光粉中锂的低温选择性提取技术具有重要的意义。因此，针对现有的废抛光粉回收方法存在的锂提取选择性差，提取能耗高等问题，本发明提出一种废抛光粉低温选择性提锂技术，以实现废抛光粉中锂的循环利用。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种废抛光粉低温选择性提锂方法。

2、为了实现上述目的采用的技术方案是：首先将废抛光粉与碳酸盐焙烧后细磨，与晶种混合后，使用硫酸和硫酸盐混合溶液在一定液固比、温度和时间条件下浸出锂。本发明的实质在于利用锂、镧和铈的化合物在硫酸溶液体系中的溶解度差异及结晶强化作用，实现废抛光粉中锂在低温下的选择性提取，并制备磷酸锂产品。

3、上述技术方案具体的工艺过程和参数如下：

4、(1)将废抛光粉与碳酸盐混合，碳酸盐与废抛光粉质量比为0.01-0.06：1，于750-950℃焙烧1-4h，磨细得到焙烧抛光粉，发生的主要反应为：

5、2lialsi2o6+2m2co3＝li2sio3+m2sio3+2malsio4+2co2↑(m＝na或k)

6、(2)将焙烧抛光粉与晶种混合，晶种与废抛光粉质量比为0.15-0.3：1，在硫酸和硫酸盐混合溶液中浸出。控制硫酸浓度为0.5-1mol/l，硫酸盐浓度为0.08-0.15mol/l，液固比为7-10ml/g，浸出时间为90-120min，浸出温度为25-40℃，得到浸出渣和浸出液，发生的主要反应为：

7、li2sio3+h2so4＝li2so4+h2sio3↓

8、2malsio4+4h2so4＝m2so4+al2(so4)3+2h2sio3↓+2h2o(m＝na或k)

9、m2so4+re2o3+h2so4＝mre(so4)2(m＝na或k，re＝ce或la)

10、(3)在浸出液中加入苯甲酸盐，控制苯甲酸盐浓度为0.15-0.75mol/l，沉淀温度为25-40℃，沉淀时间10-30min，得到沉淀液和铝渣，发生的反应为：

11、6c7h5o2m+al2(so4)3＝2(c7h5o2)3al+3m2so4(m＝na or k)

12、(4)调节沉淀液ph值为10-13，加入磷酸盐，控制磷酸盐浓度为0.045-0.18mol/l，沉淀温度为60-80℃，沉淀时间60-120min，得到磷酸锂产品，发生的反应为：

13、2m3po4+3li2so4＝2li3po4+3m2so4(m＝na或k)

14、步骤(1)所述的焙烧抛光粉磨细后粒度小于200目，其中锂的质量分数为0.3-1.0％，铈的质量分数为15-40％，镧的质量分数为5-15％，铝的质量分数为1-10％；所述碳酸盐为碳酸钠或碳酸钾；

15、步骤(2)所述晶种为硫酸镧钠或硫酸镧钾，晶种粒度控制为6-8微米；所述硫酸盐为硫酸钠或硫酸钾；

16、步骤(3)所述苯甲酸盐为苯甲酸钠或苯甲酸钾；

17、步骤(4)所述磷酸盐为磷酸钠或磷酸钾；

18、相比于传统废抛光粉回收方法，本发明的优点在于：

19、(1)实现了废抛光粉中锂的选择性提取，锂浸出率高于99％，铈浸出率低于0.05％，镧浸出率低于1.0％；

20、(2)通过晶种强化了稀土元素的低温分离，使得废抛光粉中锂的选择性浸出可在40℃以下进行；

21、(3)从废抛光粉中短流程制备了磷酸锂产品，产品纯度高于90％。

技术特征：

1.一种废抛光粉低温选择性提锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种废抛光粉低温选择性提锂的方法，其特征在于，步骤(a)所述的废抛光粉中锂的质量分数为0.3-1％，铈的质量分数为15-40％，镧的质量分数为5-15％，铝的质量分数为1-10％。

3.如权利要求1所述的一种废抛光粉低温选择性提锂的方法，其特征在于，步骤(a)中碳酸盐为碳酸钠或碳酸钾，焙烧料磨细后粒度小于200目。

4.如权利要求1所述的一种废抛光粉低温选择性提锂的方法，其特征在于，步骤(c)中苯甲酸盐为苯甲酸钠或苯甲酸钾。

5.如权利要求1所述的一种废抛光粉低温选择性提锂的方法，其特征在于，步骤(d)中磷酸盐为磷酸钠或磷酸钾。

技术总结本发明涉及一种从废抛光粉中低温选择性提锂的方法，属于稀土二次资源回收领域。本发明首先将废抛光粉与碳酸盐焙烧后与晶种混合，在硫酸‑硫酸盐溶液中低温浸出，浸出液经过沉淀除杂后产出磷酸锂产品。本发明利用不同有价金属在硫酸浸出体系的溶解度差异及结晶过程强化，实现了废抛光粉中锂的低温选择性浸出。锂浸出率达到99％，镧和铈浸出率低于1.0％和0.05％，浸出温度低于40℃，后继经过沉淀除杂即可获得磷酸锂产品。本发明具有浸出选择性高、工艺简单、节能高效的特点，有利于实现废抛光粉中锂的高效利用。技术研发人员：陈霖,陈文杰,张杜超,刘伟锋受保护的技术使用者：中南大学技术研发日：技术公布日：2024/6/5