Обогащение руд и россыпей редких и благородных металлов - Полькин С.И.
Скачать (прямая ссылка):
В процессе выпаривания из раствора кристаллизуются хлористый калий, буркеит, моногидрат соды и двойной фосфат лития. Упаренный раствор подвергается гидравлической классификации. Нижний продукт классификатора представляет собой хлористый калий. Слив гидравлического классификатора несет тонкую взвесь буркеита и двойного фосфата лития крупностью от 0,002 до 0,025 мм. Этот слив направляется в сгуститель для осаждения взвеси. Нижний продукт разгрузки сгустителя фильтруется. Кек с фильтра обрабатывается в плотной пульпе жирными кислотами и далее поступает на растворение горячими щелочами. Буркеит в основной своей массе растворяется, двойной фосфат лития не растворяется. Предполагается, что мыла жирных кислот, образующиеся в процессе щелочной обработки, покрывают тонкие кристаллы двойного фосфата лития пленкой, препятствующей растворению кристаллов.
Пульпа аэрируется в башне воздухом, который подают снизу. В аэрированную пульпу вводится пенообразователь — минеральное масло. Флотация проводится во флотационных машинах, представляющих собой чан диаметром 3 м, высотой 7 м, вмещающим до 38 м3 пульпы и снабженных внутренними разгрузочными конусами и пеногонами для съема пены. Автоматические устройства поддерживают во флотационных машинах постоянный уровень пульпы. При подъеме раствора по кольцевому пространству, окружающему конус, частицы двойного фосфата лития флокулируют и с тонкодиспергированными пузырьками воздуха выносятся на поверхность. Очищенный от литиевых соединений раствор направляется на получение соды. Пенный литиевый концентрат собирается в отстойники, где нагревается до 66 °С для дополнительного растворения буркеита. Нерастворившаяся часть продукта отфильтровывается.
Осадок, представляющий собой литиевый концентрат, высушивается; он характеризуется следующим составом, (%): Li2O 20—22, P2O5 50, NaCO3 17, Na2SO4 2, влажность 2%.
Извлечение Li2O в концентрат достигает 90%. Ранее литий добывали как побочный продукт, поэтому масштабы его производства определялись спросом на основные виды продукции, извлекаемые из рассолов (бура, соли натрия, калия и др.).
§ 5.11. МЕТОДЫ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИЗ РУД РУБИДИЯ И ЦЕЗИЯ
Рубидий и цезий являются рассеянными элементами. Они обнаружены во многих минералах и минеральных источниках, но
143
в весьма малых концентрациях. Известны два цезиевых минерала — поллуцит и родицит.
Поллуцит — Cs[AlSi2O6]H2O — алюмосиликат цезия содержит 30—32% Cs2O, является самым богатым цезием минералом. Химический состав его непостоянный. Плотность 2,85— 2,9 г/см3, твердость 6,5, бесцветный, прозрачный, блеск стеклянный, похож на кварц, встречается в ассоциации с литиевыми минералами. В соляной кислоте при нагревании растворяется с трудом. Месторождения поллуцита известны в Италии, Юго-Западной Африке, США, Швеции.
Химический анализ поллуцитов различных месторождений показывает следующее содержание в них элементов (%): Cs2O от 26,6 до 36,77; Li2O 0,1—0,4; Rb2O до 1,6; SiO2 44—48; Al2O3 16—18; Fe2O3 0,2—0,7.
Родицит KNaLi4Al4Be3BiOO27 содержит также цезий и рубидий, относится к группе безводных ортоборатов. Плотность 3,4 г/см3, твердость 8, встречается редко. Собственно рубидиевых минералов неизвестно.
Рубидий и цезий содержатся во многих минералах — в лепидолите, карналлите, петалите, циннвальдите, берилле, полевых шпатах, биотите и др. Так, в лепидолитах различных месторождений содержится от 0,2 до 3,73% Rb2O и от 0,01 до 2% Cs2O. Аналогичное содержание их в цезиевых биотитах Южной Дакоты, в железолитиевых слюдах Массачусетса.
В рассеянном состоянии рубидий и цезий встречаются во многих горных породах: гранитах, диабазах, базальтах, сиенитах, нефелинах, глинистых сланцах, известняках. Источником получения цезия и рубидия являются поллуциты и лепидолиты, а источником получения рубидия (а возможно, и цезия) — карналлиты.
Карналлит MgCl2KCl-OH2O содержит сотые доли процента изоморфных примесей рубидия и значительно меньше цезия, до 0,2% брома, литий и др. Плотность карналлита 1,6 г/см3, твердость 3, хрупок. На воздухе разлагается на KCl и MgCl2-OH2O, образуя густой рассол. Природный карналлит имеет состав (%): Cl 38,3; К 14,1; Mg 8,7; H2O 38,9. Запасы карналлитовых месторождений весьма значительны. В морской воде концентрация солей рубидия и цезия составляет от 0,5 до 5 мг/л и в различных минеральных источниках — от 0,2 до 6 мг/л цезия.
Рубидий и цезий долгое время извлекали преимущественно из лепидолитов, попутно при добыче лития. В настоящее время цезий получают главным образом из поллуцита, а рубидий— в основном из карналлитов.
Различный химический состав этих минералов, резкое отличие содержания в них рубидия и цезия потребовали совершенна различных технологических способов переработки и химических реагентов для извлечения из них рубидия и цезия.
Обогащение поллуцитовых руд. Плотность, твердость, цвет и другие физико-химические свойства поллуцита, приближаю-
144
60
40
20
0I0 f
X /\
л X / \ X I
) / \ :
і X \
0 г ? б 8 1С рн
Рис. 5.12. Влияние pH на извлечение є поллуцита различными собирателями:
