锂云母提锂工艺及脱氟技术研究进展

锂云母是我国重要的锂矿资源, 开发高效的提锂工艺对于保障锂行业可持续发展具有重要的研究意义。氟具有极强的电负性, 可以取代表界面羟基, 从而进入锂云母晶格, 在锂云母中含量可达5%~10%, 如何实现提锂过程中氟的深度脱除对于锂云母的清洁、高效提取具有重要意义。通过对典型的硫酸法、石灰石法、硫酸盐法、氯化焙烧法、压煮法和氟化学法等锂云母提锂工艺研究现状进行阐述, 充分探讨各主流提锂工艺的反应原理、工艺条件等, 客观分析总结工艺的优缺点, 并对目前脱氟技术的研究现状进行分析, 总结现有脱氟工艺的反应机理及脱氟装置改进方向。最后, 对锂云母整体提锂工艺的深度脱氟, 凝练出液相氟脱除的新思路, 旨在为锂云母清洁、高效提取提供重要的理论基础。      

从锂云母中提锂及综合利用的研究进展

锂是一种重要的战略金属资源,随着电子化工行业的飞速发展,锂的需求量逐步增加。由于原生资源稀少,锂云母是提取锂产品的主要来源之一,矿石提锂清洁高效综合利用资源是该领域研究的重点。在了解锂产品的用途、附着的矿床及其锂云母的组成及结构特点的基础上,重点讨论了从锂云母中提取锂及其有价金属综合回收的几种工艺方法及提取原理,并比较了各种工艺方法的优缺点。酸法工艺技术简单、成熟,成本相对较低,但其应用受到浸出液中杂质过多的限制;碱法能够降低能耗,但在反应机理,工艺优化,设备腐蚀,试剂回收和安全控制等方面还需要做更多的工作;盐法或高压蒸汽法会消耗大量能源,但可以降低杂质含量;从锂云母中除去铝和氟可以降低锂中的杂质。未来应着力于探索低成本、高效、环保的回收工艺,从而实现锂云母中锂及有价金属的高效回收利用。      

锂云母提锂母液中钾铷铯的综合利用

提出了一种从锂云母提锂母液中分离钾铷 新方法,研究了分离的最佳工艺条件。采用该工艺,钾的总回收率达到９９％以上,铷钒,铯矾的纯度大于９９％。     

江西宜丰低品位锂云母矿中锂云母和长石的综合回收研究

江西宜丰地区锂云母矿风化严重、矿物赋存形式复杂, 锂云母中Li₂O理论品位较低, 为实现该锂云母矿中锂云母和长石的高效回收, 开展了详细的选矿试验研究。研究结果表明, 采用脱泥—浮选—磁选工艺, 首先对原矿进行脱泥, 降低了微细粒脉石矿物在锂云母矿物表面的罩盖, 然后以高选择性捕收剂ZY浮选锂云母, 实现了锂云母与脉石矿物的有效分离, 最终获得含Li₂O 1.73%、回收率75.87%的锂云母精矿; 浮选尾矿经磁场强度为1.5 T的高梯度磁选除铁后, 可获得作业产率为94.31%、含Na₂O 5.78%、K₂O 3.08%、Fe₂O₃ 0.07%、白度为67.21%的长石精矿, 可作为陶瓷原料使用。该工艺处理锂云母矿获得了良好的选矿指标, 实现了锂云母及长石的综合回收。      

十二胺捕收剂在三种不同矿物表面吸附的分子动力学模拟

采用Materials Studio中的Forcite模块,对水分子和十二胺捕收剂分子在锂云母、长石和石英三种不同矿物表面的吸附过程进行了分子动力学模拟研究,分析了吸附前后水分子在三种矿物表面的浓度分布。结果表明,三种矿物均具有类似的亲水特性,水分子在三种不同矿物表面吸附没有选择性。相反,比较了十二胺捕收剂在锂云母、长石和石英三种不同矿物表面的吸附情况,结果表明十二胺捕收剂能够选择性吸附在锂云母表面,从而改变其表面亲水性,达到与长石、石英分离的目的,阐明了十二胺捕收剂的吸附对于锂云母表面的亲水性改变极为有效。从理论上通过模拟接触角的变化,验证了烷基胺捕收剂浮选锂云母的这一过程。     

半自磨工艺在宜春地区代表性锂云母矿石磨矿中的应用探讨

半自磨工艺具有流程简单,生产管理方便;厂房占地面积小,土建费用低;易于实现生产自动化、智能化、高效化、准确化;对高含泥含水矿石适应性强;选择性碎磨特性有利于实现有用矿物与脉石的分离;易于实现大规模生产等优点,但目前该工艺尚未在锂云母矿石选矿中应用,为了推动该工艺在锂云母矿石选矿中的应用,以江西宜春地区某代表性锂云母矿石（含泥多、风化矿多、易泥化、目标矿物嵌布粒度粗、易过磨、矿石易碎难磨）为对象,从理论、投资及运营成本上分析了此类矿石采用半自磨工艺的可行性。结果表明,二者的结合不仅理论上可行,而且从投资及运营成本上看具有一定的优势。今后业界应加大二者合理、高效融合的研究和论证,进而推动半自磨工艺在宜春地区以及类似锂云母矿石选矿中的应用。     

国内外锂矿物资源概况及其选矿工艺综述

介绍了锂的性质和用途,以及国内外锂矿资源的特点;归纳总结了国内外常见的锂提取工艺;分析了目前锂辉石、锂云母浮选工业实践中存在的问题。指出我国作为锂资源大国,在锂资源开发利用方面与发达国家之间的差距,建议从锂矿石理化性质、浮选药剂及浮选工艺等方面深入展开研究工作。     

锂云母浮选工程的技术改造

本文介绍宜春钽铌矿锂云母浮选工程的技术改造。从矿山的实际情况出发,本着“因陋就简、原地改造、内涵挖潜”的原则,将原有300吨/日规模的锂云母浮选工程进行扩大、配套改造,形成与1500吨/日(两个系列)钽铌生产规模相配套的锂云母浮选回收工程。     

HT选锂剂提高锂云母精矿品位及回收率研究

针对锂云母浮选中原有药剂制度下,锂云母精矿品位和回收率低的问题,采用新药剂HT选锂剂+有机胺代替原来的HCl+有机胺,通过大量的试验以及现场生产应用,锂云母精矿品位比原来提高了近2%,回收率提高了近20%,新药剂HT选锂剂被证明能很好地实现对锂云母的有效回收。     

矿石提锂技术现状与研究进展

锂是新能源产业发展不可或缺的关键矿产原料。2018年锂电池行业的锂消费量占比56%,超过其它行业锂消费量的总和。尽管卤水锂资源总量占据优势,并且卤水提锂成本低于矿石提锂,但2018年以来矿石提锂产量超过卤水提锂产量,未来矿石提锂产量占比仍将进一步提高。基于矿石提锂的举足轻重地位,对锂辉石、锂云母、铁锂云母、透锂长石和磷锂铝石等岩石矿物提锂技术进行综述,总结分析硫酸法、石灰烧结法、硫酸盐法、氯化焙烧法和压煮法在矿石提锂方面的研究进展,指出未来矿石提锂技术趋势是降能耗、降成本。      

锂云母精矿的硫酸熟化研究

硫酸熟化过程是硫酸法处理锂云母精矿的关键,关系到锂、铷、铯的综合利用。采用L₁₆(45)正交试验研究了锂云母精矿的硫酸熟化过程。结果表明,影响锂云母硫酸熟化的因素主次顺序是:酸矿比>硫酸浓度>熟化时间>熟化温度>给料粒度。硫酸熟化的最优条件为:酸矿比1 GA6FA 1、硫酸质量浓度80%、熟化时间4 h、熟化温度150℃、给料粒度74 μm以下占80%,在此条件下锂、铷、铯的浸出率分别为97.58%、96.73%和97.39%,有助于锂云母中锂、铷、铯的综合回收。      

浮选锂云母的新捕收剂研究

研究了浮选锂云母矿物的新捕收剂BK307,同时将BK307与混合胺浮选锂云母进行了比较。当BK307与混合胺用量相等时,锂云母精矿除品位提高外,回收率由69.5％提高到77.10％;当BK307与混合胺分别使用时的回收率相等时,除精矿品位有提高外,总药剂量大约减少28％。BK307是一种比混合胺具有更高选择性的浮选锂云母矿物的新捕收剂。     

锂云母复合盐焙烧-水浸提取锂铷铯

采用复合盐焙烧-水浸工艺从锂云母中提取锂、铷、铯,研究了焙烧工艺参数及浸出工艺参数对锂、铷、铯浸出率的影响。结果表明,锂云母精矿焙烧时,复合盐焙烧效果优于单一盐添加剂,CaCl₂+Na₂CO₃组合添加剂具有焙烧时氯气排放少、焙烧矿浸出效果好等优点。从锂云母中回收锂、铷、铯,较佳的焙烧-浸出工艺条件为: CaCl₂+Na₂CO₃组合为焙烧添加剂,锂云母精矿∶CaCl₂∶Na₂CO₃(质量比)=1∶0.5∶0.2,锂云母精矿焙烧温度900 ℃、焙烧时间2 h,对焙烧矿进行室温水浸,浸出时间1 h、液固比2∶1,此时锂、铷、铯浸出率分别为86.64%、92.58%、85.37%。含锂浸出液经2次调节pH值净化除钙,升温至95 ℃后加入饱和Na₂CO₃溶液,结晶得到碳酸锂,样品纯度为99.08％,产品纯度及杂质含量达到一级碳酸锂标准。沉锂母液采用溶剂萃取法分离铷、铯,铯萃取率达到99%以上,铷洗脱率达到96%左右。     

赣南地区伟晶岩型锂矿资源禀赋特征与新进展

锂被誉为21世纪绿色高能金属。文章报道了赣南地区伟晶岩型锂矿资源禀赋与新发现含锂磷酸盐矿物“磷锂铝石”的特征。从分析已知锂矿床的成矿地质特征、查明锂资源量的空间分布入手,对比典型矿床“锂辉石”与新发现“磷锂铝石”特征、含锂伟晶岩脉的矿物组成及分带性、新发现1:5万锂异常等。研究认为：赣南地区伟晶岩型锂矿床空间上,主要分布于加里东期酸性侵入岩(会同岩体)的外接触带,赋矿地质体为花岗伟晶岩脉,主要控矿构造为北东向和北东东向张性裂隙、加里东期紧闭褶皱转折端虚脱构造,含锂矿物主要为锂辉石及磷锂铝石。本次工作新发现“磷锂铝石”、新圈定“胜和找矿远景区”、预测LiO₂潜在资源量为15.36万t,对拓展武夷山成矿带南部锂矿后续的找矿方向,有重要指示意义。     

硅酸盐矿石资源中铷的提取工艺综述

近年来,随着新型能源等领域的需求,铷矿石的开发利用得到快速发展。铷矿石主要赋存于花岗伟晶岩、光卤石和钾盐矿床中,目前大部分铷从花岗伟晶岩中提取,其资源特点为规模大,品位低,载体矿物主要为锂云母、铁锂云母、铯榴石和钾长石。本文对硅酸盐矿石资源中铷的提取工艺进行了较为系统地归纳总结。铷矿石的提取工艺主要为酸法、碱法和盐焙烧水浸法。酸法提取效率高但浸出成分复杂,后续分离难度大;碱法工艺成熟,铷提取率高,但渣量大且成本高;盐焙烧水浸法回收效率高,渣量少,但产生有害气体污染环境,而且产生的气体易腐蚀设备。要解决铷矿石开发利用过程中资源利用率低、渣量大、环境污染重的现实,大宗组元铝、钾的协同提取及产品化是工艺开发中的重点发展方向。