本发明涉及金属铍冶炼,尤其涉及一种氟硅酸直接浸出铍矿粉制备氟化铍的方法。
背景技术:
1、铍矿冶炼主工艺是硫酸法冶炼,首先在高温条件下用方解石将绿柱石相转为铝酸铍和硅酸钙,熔渣水淬细磨后使用浓硫酸浸出,易溶于酸的铍、铁、铝等离子进入到溶液中,对溶液进行各种除杂得到合格的氧化铍。铍的提取过程炉渣产生量倍增:处理1吨铍矿,渣量约10吨,扩大10倍。主要是硅渣和铝矾渣,含有~0.5%的beo,属于危险废物,不易处理,具有较大的环境风险性;同时进入危废中的beo占到铍矿石总量的50%以上,也导致铍的收得率不足50%,资源严重浪费。
2、除了硫酸法外,国内外还提出了氟硅酸法焙烧、naoh焙烧、直接浓硫酸浸出(280℃)再提取等方法,但没有走到产业化阶段或已停产。
3、一种微波浸出金绿宝石型(beal2o4)铍矿石中铍的方法(专利公开号cn105734282a),分别采用硫酸、硝酸、氢氟酸进行浸出,浸出温度95℃~100℃,浸出时间为1~4小时。但该方法下产物复杂,后续处理工艺流程长,铍浸出率低。
4、我们已经提出了一种从绿柱石中浸出铍的方法(专利授权公开号cn112322893b),该方法在微波反应釜中在50~85℃用氢氟酸浸出绿柱石中的氧化铍、氧化铝、氧化硅、氧化铁等,形成氟化铍、氟硅酸、氟化铝、氟化铁等混合溶液,然后利用理化性能分离纯化这些物质。该方法突破了现有铍冶炼流程,短流程制备氟化铍,大幅度降低了渣量,冶炼过程电耗,显著提高了铍的收得率。虽然渣量与硫酸浸出显著降低,但是铍矿中的不少sio2被浸出,加大了氢氟酸的消耗量。
5、为此我们还提出了一种硅铍石和绿柱石混合矿物氢氟酸-氟硅酸混合酸解离铍的方法(专利公开号cn116926345a),可有效减少铍矿中的sio2被hf的浸出量,但仍有sio2被浸出成氟硅酸。
6、另外,我们还提出了一种无需外部加热的氢氟酸解离铍矿粉方法(专利申请号202311388660.7),通过细化粒度的方法实现自热反应,不需要外加热。
7、氢氟酸解离体系,溶液介质为氢氟酸,对加热过程的防腐、安全也是有着严格要求。
8、因此亟需找到一种低成本、环保的铍矿粉浸出方法。
技术实现思路
1、鉴于上述分析,本发明旨在提供一种氟硅酸浸出铍矿粉的方法,用以解决现有氢氟酸浸出体系氢氟酸消耗量较高且生产过程环保、安全等级高等问题。
2、本发明提供的一种氟硅酸浸出铍矿粉的方法,其特征在于,包括:
3、步骤1.将氟硅酸和100目以细的铍矿粉按照一定比例混合后加入反应釜内;
4、步骤2.反应釜内溶液温度为80℃~160℃,搅拌速率为50~400rpm,浸出时间2h~24h;
5、步骤3.进行液固分离得到粗氟化铍溶液。
6、进一步地,所述步骤1中氟硅酸的质量浓度为10%~40%;氟硅酸的加入量为铍矿粉中beo、al2o3、fe2o3、mgo、cao浸出反应所需氟硅酸理论用量基础上过量20%到100%。
7、进一步地,所述步骤2中浸出时间与铍矿粉的粒度及氟硅酸的过剩系数密切相关,总的来说浸出时间控制在2h~24h。为了取得98%以上的铍浸出率,在浸出温度为80℃~100℃、铍矿粉粒度细于325目条件下,浸出时间6h~24h;在浸出温度为100℃~120℃、铍矿粉的粒度细于200目条件下,浸出时间4h~8h;在120℃~160℃、铍矿粉的粒度细于100目条件下,浸出时间2~6h。
8、与我们已提出的几件铍矿浸出铍的方法相比(专利授权号cn112322893b、公开号cn116926345a、申请号202311388660.7),本发明无需使用氢氟酸就可实现铍矿粉的高效浸出,并有利于后序利用氟化物的特性进行分离纯化得到高品质的氟化铍及氧化铍产品。与传统电炉-硫酸浸出相比,本发明的渣量少得很多,铍的收得率大幅度提高。
9、本发明中,上述各技术方案之间还可以相互组合,以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且部分优点可从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
1.一种氟硅酸浸出铍矿粉的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(1)中氟硅酸的质量浓度为10%~40%;氟硅酸的加入量为铍矿粉中beo、al2o3、fe2o3、mgo、cao浸出反应所需氟硅酸理论用量基础上过量20%-100%。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(2)中浸出时间与铍矿粉的粒度及氟硅酸的过剩系数密切相关,总的来说浸出时间控制在2h~24h。为了取得98%以上的铍浸出率,在浸出温度为80℃~100℃、铍矿粉粒度细于325目条件下,浸出时间6h~24h;在浸出温度为100℃~120℃、铍矿粉的粒度细于200目条件下,浸出时间4h~8h;在120℃~160℃、铍矿粉的粒度细于100目条件下,浸出时间2~6h。