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提取锂的方法总结
矿石提锂的方法主要有硫酸法、硫酸盐法、石灰烧结法、氯化焙
烧法,纯碱压煮法等,现综述如下:
(一)、硫酸法
硫酸法从锂辉石中提取碳酸锂是当前比较成熟的矿石提锂工艺,
其工艺流程如图1-1所示。此方法先将天然锂辉石在950-1100℃焙烧,
使其由单斜晶系的α-锂辉石转变成四方晶系的β-锂辉石,由于晶型
转变,矿物的物理化学性质也随着晶体结构的变化而产生明显变化,
化学活性增加,能与酸碱发生各种反应。然后将硫酸与β-锂辉石在
250-300℃下焙烧,通过硫酸化焙烧发生置换反应,即可生成可溶性
硫酸锂和不溶性脉石,反应方程式如下:
β-LiO·AlO4SiO·+HSO=LiSO+HO·AlO4SiO·
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以上即为硫酸法从锂辉石中提取碳酸锂的工艺原理。
由文献:田千秋,陈白珍,陈亚,马立文,石西昌.锂辉石硫酸
焙烧及浸出工艺研究.稀有金属,2011,35(1):118-123.得到具体操
作步骤如下:
①焙烧,称取一定质量的锂辉石放于回转窑中1000-1100℃焙烧
30min;
②冷却磨细,将其磨细到200目以下;
③酸化焙烧,硫酸(93%-98%)用量为理论用量的140%,焙烧温度
250℃,焙烧时间为30min;
④水浸,将酸化熟料用去离子水进行搅拌浸出,浸出最佳条件为:常
温反应15min,液固比为;
⑤分离,浸出结束后加入CaCO迅速中和至pH左右,使部分铁铝进
3
入渣中,过滤得到浸出液;浸出液通过净化后即可用于碳酸锂的提取。
图1-1
(二)硫酸盐法
硫酸盐法是用硫酸钾与天然锂辉石烧结,使矿石中的锂转变为硫
酸锂,通过熟料溶出即可使锂从矿石中进入溶液。在处理锂辉石时,
烧结过程中不仅伴随着α-锂辉石的晶型转变,同时也存在着离子交换
反应。实际上,该反应是α-锂辉石先转换成结构较疏松且易于反应的
β-锂辉石,然后发生离子交换反应的。在加热烧结过程中,总的化学反
应是:
α-LiO·AlO4SiO·+KSO=LiSO+KO·AlO4SiO·
223224242232
该反应是可逆的,为了使反应更加充分地向右进行,在工艺上需
加入过量的KSO,然而由于KSO价格贵,故常常采用以NaSO部
242424
分替代KSO。但如果全部用NaSO代替KSO,可能生成“锂辉石
242424
玻璃”严重影响后续浸出工序,所以只能以NaSO部分替代KSO。
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硫酸盐法不仅可以处理硅酸盐矿,而且也可以处理怜酸盐矿。
此方法的优点是它具有通用性,几乎能分解所有的含锂矿石。缺
点是若不用NaSO替代部分KSO,即消耗大量的钾盐,最终导致生
2424
产成本较高、产品也常被钾污染。
由文献:张婉思,王远明,李擎.硫酸盐法从锂云母中制取碳酸
锂的工艺路线研究.化学世界,2010,34-36.得到具体操作步骤如下:
①焙烧,焙烧阶段的优化条件为:温度940℃,时间120min,配比
锂云母:KSO:NaSO:CaO=20:::;
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②浸出,第一步:水浸。将焙烧产物按液固比3:1溶于水中,搅拌
半小时,然后静置抽滤。对滤渣进行三级浸取,将滤液合并;
第二步:酸浸。由于水浸使得80%的Li、80%的Na
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