锂云母提取碳酸锂工艺及其产业化发展前景

本文介绍了锂云母提取碳酸锂的两种不同的方法,主要以酸溶法为例,通过实验了解了锂云母制备碳酸锂的过程以及制备过程中需要注意的细节等,对未来的发展进行了分析。     

锂云母中提取锂的方法初步研究

研究了从锂云母中提取锂的方法，即将粉碎至150-180μm的云母粉与质量分数为50％的硫酸溶液以1：2的质量比在118—122℃下反应8h左右，以两倍于反应液体积的水浸取，得到含锂的硫酸溶液。用ICP—AES法对硫酸溶液中的锂、钾、钠、铝、硅、镁、铁等金属离子进行检测，结果表明，锂云母中锂的提取率达95％以上。     

硫酸浸取锂云母提锂方法的研究

研究了锂云母与硫酸反应再浸取提锂的方法。探索了粒度大小、硫酸浓度、液固比、反应温度、反应时间对锂浸取率影响,研究表明随着锂云母粒度减小、硫酸浓度增大、液固比加大、反应温度升高、反应时间增长,锂浸取率提高;m(55%的硫酸)∶m(150目左右的锂云母)=2∶1,135℃左右反应9 h,锂浸取率达96.72%。     

锂云母中提取锂的方法初步研究

研究了从锂云母中提取锂的方法。将粉碎至80～100目的云母粉与质量分数为50%的硫酸水溶液以1∶2的质量比在118～122℃温度下反应8h左右,以两倍于反应液体积的水浸取,得到含锂的硫酸溶液。ICP-AES法对硫酸锂溶液的金属离子Li、K、Na、Al等进行检测,结果表明:此法锂的提取率可达95%以上。     

江西锂云母开发利用取得重大突破 硫酸低温法制碳酸锂经济效益高

江西浩海锂能科技有限公司与南昌大学共同承担的省级重点新产品计划项目———锂云母抽取电池级碳酸锂及副产品综合利用,通过了江西省科技厅鉴定。浩海公司以江西宜春锂云母矿石为原料,经特殊碾磨后,与硫酸在常压下进行浸出反应,然后通过析矾、沉锂反应,实现沉淀分离后提取碳酸锂。产品经江西省分析测试中心检测,相关指标符合国家标准。     

锂精矿中可溶性杂质的脱除机理研究

以中国某盐湖的锂精矿为原料,研究了水洗法脱除锂精矿中可溶性杂质的规律及机理。主要探索了水洗温度对可溶性杂质脱除的影响,结合扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和能谱仪（EDS）等表征方法,研究了可溶性杂质的赋存形式及物相转化规律。结果表明:在液固质量比为3:1、水洗温度为60 ℃、水洗时间为4 h条件下,可将锂精矿中的钠、钾、氯质量分数分别降低至2.5%、0.35%、2.65%。锂精矿中的可溶性杂质主要以氯化钠（NaCl）和复盐氯碳酸钠镁石[Mg₂Na₆（CO₃）₄Cl₂]两种物相存在。常温下水洗仅可溶解氯化钠,而复盐氯碳酸钠镁石几乎不溶。复盐氯碳酸钠镁石在40 ℃开始溶解,60 ℃及以上完全溶解。水洗过程中发生了复盐氯碳酸钠镁石向碱式碳酸镁的转变反应,且升高温度有利于该反应的正向进行。     

锂云母碱溶法提锂新工艺研究

研究了锂云母碱溶法提锂新工艺。通过对碱液浓度、固液比、反应温度、反应时间等因素对锂云母中锂的转化率影响的研究,确立了碱溶法处理锂云母的最佳条件:强碱溶液质量分数为50%,锂云母与强碱液质量体积比(g/mL)为1∶3.5,反应温度为190℃,反应时间为4 h。在该条件下锂云母中锂的转化率可以达到98.2%。该方法主要优点:1)锂云母中的锂100%进入溶液;2)可以使提钾、提铯、提铷转化工序一次完成;3)因为是在碱性液体环境下反应,锂云母中的氟不会生成强腐蚀性的氢氟酸腐蚀设备;4)副产品是具有广泛用途的铝硅溶胶,通过铝硅溶胶的直接销售可以大大降低提锂成本。     

硫酸铵法利用中低品位锂瓷土矿制备碳酸锂技术研究

针对江西宜丰地区氧化锂质量分数<2.0%以下中低品位锂瓷土矿,研究了硫酸铵法提取碳酸锂技术路线。首先,利用二步焙烧工艺,有利于脱氟、提高锂浸出率,并且能够有效防止结窑现象发生。在浸出液除杂过程中,采用成矾除铝的方法将大量溶出的铝离子转变为KAl（SO₄）₂·12H₂O、NH₄Al（SO₄）₂·12H₂O等有价值复盐,规避了传统石膏法产生的大量固废,有70%的铝离子被转变为矾盐晶体,同时带出大量的结晶水,减轻后续浓缩压力,对比传统的石膏法产生大量固废而言,其优点是显而易见的。碳化反应产品的XRD以及氧化锂含量分析表明,碳酸锂的纯度达到99%以上,全程锂收率为50%~60%。作为提锂实验对比,采用宜春414矿锂质量分数为4.0%的锂云母,由于414矿样中铝的相对含量更低,导致相同的除杂难度下得到的414矿样中浸出液锂离子浓度更高,浓缩倍数更小,414矿样的锂回收率更高。实验结果表明,中低品位锂瓷土提锂的工艺规律,通过适当改变参数,能够应用于难度更低的高品位的锂云母提锂过程。     

锂云母硫酸盐法提锂研究

江西宜春锂云母矿与一定量的经改进种类和比例的硫酸盐均混,高温焙烧一定时间,粉碎后稀酸浸出过滤,得到含锂硫酸盐溶液。检测溶液及浸出渣中氧化锂含量,计算氧化锂浸出率。实验结果表明,以硫酸钾、硫酸钙作为硫酸盐混合物,在锂云母与硫酸盐质量比为1∶ 0.45、焙烧温度为900 ℃,焙烧时间为1 h条件下,氧化锂的浸出率可高达95%左右。     

高压蒸汽法处理锂云母提锂工艺研究

高压蒸汽中的水可快速溶解强碱,局部产生高浓度强碱环境,在此条件下,强碱能较快地与锂云母反应,达到高效碱溶的效果。通过对蒸汽压力、锂云母与强碱的质量比、反应时间、锂云母孔径对锂云母中锂的转化率的影响研究,确立了高压蒸汽法处理锂云母提锂工艺优化条件：蒸汽压力为9 MPa、锂云母与强碱的质量比为1∶1.2、反应时间为2 h、锂云母粒度为150 μm,在该条件下,锂云母中锂的转化率可以达到96.9%。     

含锂矿物机械化学强化提锂工艺

采用机械化学活化方法,在机械活化过程中用K2SO4为活化添加剂,强化锂云母中惰性Li?O配位结构活化转型,通过温和稀酸浸出高效分离锂,考察了活化过程添加剂用量、球磨时间和球料比及浸出条件如酸浓度、液固比、搅拌速度、温度和时间等对锂回收率的影响,确定了最佳工艺条件,讨论了反应过程机理。结果表明,机械化学活化强化破坏云母片层结构中的Si?O?K结构,降低了Si?O配位结构对Li?O配位结构的牵制力,导致Li?O键强减弱,反应活性增加。在最优条件下(精矿与K2SO4质量比5:1,球磨机转速500 r/min,球料质量比20:1,球磨时间3 h,硫酸浓度15vol%、液固比4 L/g、反应温度80℃、浸出搅拌速率200 r/min),锂浸出率可达99.1%。     

磷酸锂渣制备电池级碳酸锂工艺研究

磷酸锂渣作为低浓度含锂废液的回收产物,因杂质含量高难以直接作为锂电池的生产原料。为充分利用该类磷酸锂渣,以缓解新能源汽车产业的快速发展对锂资源的需求压力,依据锂盐与钙盐在弱酸性条件下具有较大的溶解性差异,向磷酸锂中添加一定量酸和易溶性钙盐,在酸性条件下直接实现磷酸锂渣中锂与磷的分离。实验研究了酸加入量、钙加入量、转化终点pH、转化液固比及转化时间对锂转化效率的影响,发现在酸加入量与固体原料的体积质量比为1.04 mL/g、钙加入量为磷酸锂中磷物质的量的0.9倍、回调pH终点为4.0条件下,锂的转化率可达96.8%。转化液经调节pH除杂、离子交换深度除杂,控制完成液的锂浓度、碳酸钠过滤精度、反应体系温度等,可制备出电池级碳酸锂。碳酸锂产品主成分质量分数约为99.65%,产品质量符合YS/T 582—2013《电池级碳酸锂》的要求,锂的综合回收率达到93.4%。     

氯化锂与碳酸钠反应结晶制备碳酸锂的研究

中国主要以矿石为原料生产碳酸锂（Li2CO3）,而从锂含量丰富的盐湖卤水中直接生产优质的碳酸锂产品具有广阔的前景。对氯化锂（LiCl）和碳酸钠（Na2CO3）反应结晶生产碳酸锂的过程做了研究,考察了碳酸钠加入量、搅拌速度、温度、氯化锂浓度、添加剂及加料方式对反应结晶过程的影响。得到了较佳的工艺条件：以反加料的方式进行反应,碳酸钠加入量为理论加入量的110%,搅拌速度为400 r/min,反应温度为80 ℃,c（LiCl）=3.2 mol/L。结果表明,搅拌转速对产品产率的影响不明显,碳酸钠加入量、温度和氯化锂浓度对产品的产率有影响,其中温度和氯化锂浓度的影响显著。加料方式和加入聚丙烯酸（PAA）作为添加剂可以得到不同的产品形貌;搅拌速度、反应温度、LiCl浓度以及PAA作为添加剂对Li2CO3纯度均有一定程度的影响。     

中国矿山型锂矿资源分布及提取碳酸锂技术

分析了中国矿山型锂矿资源分布及矿物特征,阐述了中国矿山型锂资源开发技术进展,对中国若干矿山型锂矿资源提取碳酸锂工艺路线进行了分析和比较。并指出,中国以青海盐湖为代表的盐湖卤水提锂由于较高的镁锂比,盐湖提锂一直存在技术瓶颈,目前的技术水平难以实现镁锂分离。基于中国丰富的矿山型锂矿资源状况,从矿山型锂矿提取碳酸锂仍将是中国相当长一段时期内主要的锂资源来源,中国应重视矿山型锂矿资源技术研究,加大研究开发力度,使中国矿山型锂矿资源得到有效和保护性开发。     

制备碳酸锂结晶的工艺优化

主要针对含锂卤水通过氯化锂与碳酸钠反应结晶制备高纯度碳酸锂过程中存在的结晶问题做了实验研究。通过考察反应结晶初始浓度、反应温度、进料速率、晶种用量、搅拌速率、进料浓度以及添加剂等对碳酸锂产品的平均粒度及晶体形貌的影响,优化了反应结晶制备碳酸锂的工艺参数。研究表明：在不同优化参数的作用下,通过调控碳酸锂的反应结晶过程,可改变碳酸锂晶体的形貌、粒度及固液分离效果。