提锂的第二大矿石资源:锂云母提锂技术!
发布时间:2024-10-22 来源:名德光电 浏览次数:224次

 

       随着锂消费量的迅速增长及锂辉石矿物的逐渐枯竭,近年来,从其它矿物资源中提锂得到快速发展。锂云母资源丰富,锂含量相对较高,成为提锂的第二大矿石资源。

酸法工艺

       硫酸法也是锂云母提锂的主要方法,根据酸处理方法不同,可分为酸化焙烧法、浓硫酸常温预处理法、高温预处理法以及硫酸压浸法。硫酸焙烧法是先将锂云母和浓硫酸在低温(110~200℃)下进行酸化焙烧,得到酸化熟料冷却、水浸得到硫酸锂溶液。酸化处理后锂以及伴生的铷和铯都变为可溶性盐。

       硫酸法提锂的优势在于对原料适应性强、物料流通量小,耗能低、浸出工艺简单和反应条件温和,能够提取锂云母中绝大部分的锂及其他有价金属且产生的废渣少;但其劣势也非常明显,对设备的耐腐蚀要求高,残留硫酸量大、锂云母中的铝被溶出,处理需要消耗大量的碱,对后续净化除杂过程造成影响,而且生成的Al(OH)3胶体会吸附溶液中的Li,造成Li的损失,降低Li2CO3产物的回收率;在经济成本上竞争优势不大。

碱法工艺

       石灰石焙烧法从锂云母中提锂研究较多,2MeAl2Si3O9(F·OH)为锂云母的分子式,Me代表锂、钠、钾、铷、铯。矿物焙烧后水浸,浸液中锂浓度低(约4 g·L-1 Li2O),造成母液体积庞大,约是锂辉石采用石灰石焙烧法提锂的10~15倍,浓缩回收锂的蒸发量大,耗能高。浸渣成分主要为硅酸钙、氟化钙等,每吨单水氢氧化锂干渣量达40吨以上,且成分复杂,极难得到应用,因此,固体渣的污染相当严重。该方法曾在20世纪80年代应用于江西锂盐厂、四川绵阳锂厂等国内数家工厂,90年代被淘汰。

硫酸盐法

      锂云母硫酸盐焙烧法是目前比较广泛使用的提锂方法,它和硫酸焙烧法的过程大致相同,不同之处在于硫酸盐焙烧法的焙烧温度比较高,通常在800~950℃之间。

      当在高温下煅烧时,锂云母结构松散,硫酸盐中的阳离子(K+、Na+、Ca2+等)与Li+交换,占取原来的Li+位置,将Li+置换出来,形成Li2SO4溶液。

锂云母硫酸盐法提锂工艺

       硫酸盐法的优点在于其适用性高,能够处理不同品位的锂云母矿石;与硫酸法相比,硫酸盐与锂云母中的铝发生反应生成可溶性铝盐的概率小,对后续化学沉淀法除杂流程中因除铝造成的锂的损失较小;焙烧时间短、沉锂率高。

       但其缺点也比较明显,主要存在以下问题:对焙烧温度要求较为严格,容易造成炉内结圈问题;工艺流程耗能高;生成低溶解度的LiKSO4复盐对浓缩沉锂工艺造成影响;部分铷铯仍存于残渣中难以利用;需要对焙烧产生的HF和SO2/SO3等废气进行处理减少对环境的污染;用K2SO4作为硫酸盐进行焙烧时,成本高,用Na2SO4替代K2SO4降低成本,但达到一定量时会产生玻璃相影响工艺正常运行。

氯化焙烧法

       氯化焙烧法主要是将锂云母与氯盐(氯化钠、氯化钙、氯化铵等)按照一定的配料比进行混匀,再经球磨处理至一定颗粒尺寸于高温下进行焙烧处理,再经浸出流程得到含锂溶液,后续经净化除杂、分离、沉锂等工艺流程获得所需的碳酸锂产品。

       氯化焙烧法的优点在于其焙烧时间短,工艺简单,锂回收率高,有价金属Rb、Cs提取率高和废渣量少;但其不足之处在于对设备腐蚀严重,对设备防腐要求高和产生的废气对环境造成污染需进行处理。

压煮法

       锂云母压煮法提锂,其反应实质是锂云母精矿先与水蒸气在高温下进行脱氟焙烧,脱氟锂云母的矿相结构发生改变,再与矿相重构剂(碱、氯盐、硫酸盐和碳酸盐等)按一定比例混合后在压煮反应器中进行高压浸出,从而得到含有锂及其他有价金属的相应化合物的浸出母液;浸出母液再经净化除杂、沉锂等流程得到所需的锂盐产品。含氟量低的脱氟焙烧锂云母有较好的Li2O溶出率,但过高的脱氟要求需要消耗大量燃料从而提高工艺成本,迫使研究人员寻求到比较经济的脱氟工艺。

       压煮法具有工艺流程简单、Li2O浸出率高、压煮时间短、物料流通量小、对反应设备腐蚀程度小和综合利用好的优点;但压煮法需经脱氟焙烧对环保有压力,因反应需在高温高压下进行对反应条件较为苛刻,存在安全隐患,对设备和操作工艺有较高要求;该法存在的缺陷阻碍其在工业上的进一步应用。

机械活化法

       机械活化法提锂是通过机械力作用引起锂云母精矿的晶格结构和物理化学性质发生改变,其反应实质分为2个阶段:第一阶段是通过机械活化力的作用破坏锂云母的晶体结构,使锂云母颗粒的粒度减小,颗粒细化,颗粒比表面积增大,而且部分机械能以晶格缺陷的形式转变为晶体内部的化学能,使锂云母颗粒处于高能活化状态容易参与化学反应;第二阶段是在球磨过程中发生了机械力化学反应,添加的机械活化剂对锂云母中的Li产生活化作用。在机械力与活化剂的共同作用下,降低Li-O键结构的稳定性,加速锂云母与活化剂间的固相反应,强化Li等有价金属成分的高效浸出。

       与传统的提锂工艺相比,机械活化法无需高温焙烧,是通过锂云母与机械活化剂之间的机械活化作用使Li处于高能活化状态,极易经浸出流程溶出到浸出液中。具有绿色环保、短流程、高提锂率的优点;但该法需经较长时间的球磨,对球磨设备有一定的要求,而且为达到较高的提锂率需消耗较多的机械活化剂或较大用量的酸溶液。

来源:中国粉体网

首页 产品中心 服务中心 联系我们