锂云母矿硫酸盐焙烧-水浸提锂工艺及机理

这是一篇冶金工程领域的文章。以江西某地锂云母矿为原料，通过对焙烧-浸出、拌酸熟化、直接酸浸出、碱压煮法等工艺进行探索实验，最终采用加硫酸盐焙烧-水浸法从锂云母矿中提锂。同时研究了焙烧温度、焙烧时间、添加剂种类、添加剂用量、浸出液固比、浸出温度等条件对锂浸出率影响，结果显示，焙烧温度对锂浸出率影响较大，在适当的焙烧温度范围内，锂的浸出效果较好。向锂云母矿中加入40%硫酸钾、20%硫酸钠、20%氧化钙，在900℃下焙烧1 h，焙砂按液固比1∶1在常温下浸出1 h，锂浸出率可达94.87%。这说明采用硫酸盐作添加剂来焙烧提锂效果较好，通过研究焙烧机理可知，加入硫酸盐经高温焙烧后，矿物结构被重构，矿中钠钾离子与锂云母中的锂离子置换，使其从难溶性铝硅酸盐矿物中分离，生成可溶性的硫酸锂，从而经水浸后进入溶液中。     

复合硫酸盐焙烧—水浸法提取中低品位锂瓷土中的锂

采用硫酸钠、硫酸钾混合硫酸盐焙烧中低品位锂瓷土（Li2O%=1.86%）,并采取了水浸法提取焙烧产物中的锂,研究焙烧过程硫酸盐/锂瓷土配比、焙烧温度、时间等工艺条件对后续锂浸出率的影响。结果表明：在850 ℃焙烧1 h、锂瓷土∶硫酸钾∶硫酸钠最优配比为1∶0.35∶0.15,锂浸出率达到95%,并且可以有效避免杂质铝进入浸出液;硫酸盐焙烧过程中,锂瓷土先部分转变成KAlSi3O8,再转变成KAlSiO6相及SiO2相。     

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。     

含铷、铯锂云母矿的复合盐焙烧-浸出性能及机理

锂被称为21世纪的战略金属,而锂云母矿是目前提锂的主要锂矿物之一。本文章对含铷、铯的锂云母矿进行了多种焙烧方式探索,研究表明,硫酸盐焙烧法对锂浸出效果明显,硫酸钠+硫酸钙组合对锂的浸出率为92.53%,氯盐焙烧法对铷、铯的浸出效果优异,氯化钠+氯化钙组合其铷、铯浸出率分别为96.13%,94.86%。进一步试验表明,焙烧添加剂中Na~+对锂的浸出有积极效果,Ca~(2+)对铷、铯的浸出有提升作用。综合试验结果,以SC21(碱金属盐混合物)为焙烧添加剂,锂云母矿:SC21(质量比)=1:0.7,焙烧温度为880℃,焙烧时间为45 min,此时锂、铷、铯的浸出率分别为:94.52%,92.03%及93.56%。     

黏土型锂矿氯化焙烧—酸浸提锂

全球“碳中和”背景下,清洁能源的需求高涨,锂已成为战略资源。黏土型锂矿储量大且未大规模开发利用,未来将成为锂产品供应的重要来源。以氧化锂0.53%的黏土型锂矿为试样,进行了氯化焙烧—酸浸试验。结果表明,氯化钙用量18%、焦炭用量5%、焙烧温度800℃、焙烧60 min、10%硫酸浓度作浸出剂、液固比3:1、浸出时间120 min条件下,获得了锂浸出率92.16%的技术指标。通过氯化焙烧,黏土型锂矿中的铝硅酸盐矿物转化为氯硅铝钙石,利于锂的浸出;焙烧温度高于800℃时,氯硅铝钙石逐渐分解,硅灰石与硅酸铝钙生成,阻碍了锂的浸出。     

氯化焙烧法处理宜春锂云母矿提取锂钾的研究

采用氯气作氯化剂氯化焙烧江西宜春锂云母矿提取锂、钾, 研究了氯化焙烧温度、时间及添加剂对锂云母氯化效率的影响, 并采用XRD对焙烧后物料进行了物相分析。结果表明: 以氯气处理锂云母, 氯化焙烧温度为850 ℃, 时间为3 h时, 锂、钾的提取率分别为92.49%和71.06%; XRD结果表明, 焙烧后物料主要物相为LiAl(SiO₃)₂、SiO₂、KCl、NaCl、K(Si₃Al)O₈。当添加与锂云母质量比为0.7的氧化钙后, 物料的熔点明显提高, 900 ℃下氯化焙烧30 min时, 锂的浸出率为92.5%, 钾的提取率提高到96.7%。添加氧化钙焙烧后浸出渣主要物相为Ca_0.65Na_0.35(Al_1.65Si_2.35O₈)、CaF₂、SiO₂。     

河南某地低品位含锂粘土矿提锂新工艺研究

对河南某地低品位含锂粘土矿进行了试验研究。根据该矿石的工艺矿物学特性, 采用原矿(-2 mm)焙烧-常温浸出流程, 最优试验条件为: 焙烧温度800 ℃, 焙烧时间2 h, 硫酸钙/原矿比0.7, 氟化钙/原矿比0.2, 硫酸钠/原矿比0.2, 浸出时间1 h, 浸出温度20 ℃, 液固比3∶1, 硫酸浓度50%, 在此条件下锂浸出率为95.32%。在参考槽浸最佳条件的基础上进行了柱浸, 可以获得锂浸出率为91.78%的结果。     

赣州某钨尾矿中锂的浮选回收与浸出试验

赣州某选钨尾矿Li_2O品位为0.34%,锂主要赋存在云母矿物中。为确定锂的回收利用工艺,对有代表性试样进行了浮选工艺及浮选锂精矿焙烧—浸出工艺条件研究。结果表明,采用1粗3精3扫、中矿顺序返回闭路浮选流程处理试验原料,可获得Li_2O品位为1.18%、回收率为58.69%的锂精矿;浮选锂精矿与氯化剂(氯化钙与氯化钠的质量配合比为1∶1)按质量比1∶0.6混合后在900℃焙烧1 h,焙烧产物在液固质量比为1.5∶1、浸出温度为50℃、浸出时间为2 h情况下水浸,锂浸出率达到98.80%。因此,浮选—氯化焙烧—浸出工艺可实现赣州某选钨尾矿中锂的综合回收。     

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。      

某含铷和锂的云母粗精矿焙烧和浸出试验研究

采用焙烧-水浸联合工艺从某含铷和锂的云母粗精矿中浸出铷和锂,主要考察了氯化物添加剂用量、焙烧温度、焙烧时间、浸出温度、浸出时间等因素对铷和锂浸出效果的影响。确定的最佳工艺参数为:氯化物添加剂用量为原矿质量的90%、焙烧时间1.5 h、焙烧温度950℃、浸出温度30℃（室温）、浸出时间1.5 h,在最佳工艺参数条件下,铷浸出率大于95%,锂浸出率大于90%,浸出效果较好。      

Tl2SO4的试制

利用硫酸与铊反应生成Tl2SO4,通过重结晶除杂,可制得纯度大于99%的Tl2SO4晶体.     

锌精矿的还原作用及在H2SO4-Fe2(SO4)3体系中溶解行为

利用Fe(Ⅲ)的氧化性与锌精矿中硫所表现出来的还原性,可以实现锌精矿与锌浸出渣协同浸出。针对锌精矿在协同浸出过程中的溶解行为,在H_2SO_4-Fe_2(SO_4)_3体系下,考察了反应时间、矿物粒度、温度、初始硫酸浓度、初始Fe~(3+)浓度等因素对锌精矿溶解行为的影响,并对锌精矿溶解过程中锌、硫的转化行为进行了研究。X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析结果表明,锌精矿在反应过程中不断分解,有价金属溶出;锌精矿中的硫主要被Fe~(3+)氧化为单质硫,并在矿物颗粒表面形成包裹层;反应后期,单质硫包裹层是限制锌精矿溶解的主要原因。     

H3AsO4-FeSO4-K2SO4-H2O体系中水热矿物化固砷研究

本文在H3AsO4-FeSO4-K2SO4-H2O体系中研究了K+对水热臭葱石矿化沉砷过程中砷铁沉淀率、沉砷渣物相组成及转变规律的影响。结果表明：K+存在与否对沉砷渣物相组成影响显著,处于过饱和状态的Fe(III)除As(V)共沉淀生成臭葱石(FeAsO4?2H2O)并自身水解沉淀为碱式硫酸铁(Fe(OH)SO4)外,还会与K+结合以黄钾铁矾（KFe3(SO4)2(OH)6）形态竞争析出。当初始K+浓度为5 g/L、初始砷浓度10 g/L、初始铁砷摩尔比1.5、初始pH为1、反应温度160 ℃、搅拌转速500 r/min、反应时间3 h、氧分压0.6 MPa时,砷、铁沉淀率分别为96.7 %、96.5 %;沉砷渣物相组成主要为臭葱石、黄钾铁矾、碱式硫酸铁,其含量分别为65.0 %、24.2 %、10.8 %,臭葱石以大颗粒多面体状晶体形式产出,不规则晶体形态的黄钾铁矾小颗粒分散于其中;沉砷渣中 As、Fe、K、S含量分别为 23.39 %、25.72 %、1.84 %、4.09 %。通过将臭葱石矿化沉砷初始铁砷摩尔比控制在合理范围内可有效抑制亚稳态黄钾铁矾物相的形成,实现砷的高效沉淀、提高沉砷渣中砷含量并降低其产量。     

H2SO4分解钙钛矿的研究

通过实验较系统地研究了采用H2 SO4 分解钙钛矿时 ,酸的用量、钙钛矿的颗粒度、反应温度、酸浓度以及反应时间对钙钛矿中钛元素酸解率的影响。用质量分数为 90 %的H2 SO4 分解钙钛矿的合理实验条件为 :矿酸比为 6∶35 0 2 ,反应温度为 10 0℃ ,反应时间为 1 5h。在此条件下 ,钛元素的酸解率可达到 10 0 % ,同时可避免形成TiOSO4 沉淀或TiO2 2 水解。对该条件下钛元素酸解率随时间的变化规律进行了曲线拟合 ,拟合方程为X =-2 2 7× 10 -3t 5 2 7× 10 -4 t2 -4 2× 10 -6t3。     

(NH4)2SO4浸取轻烧粉的控制过程

本论文研究了在密闭、蒸氨环境及不同Mg~(2+)浓度条件下对硫酸铵浸取轻烧粉的过程。结果表明:硫酸铵浸取轻烧粉过程的控制步骤为氨的解吸,强化该过程的措施为提高氨的解吸速率;Mg~(2+)浓度对浸取平衡有明显影响,初始Mg~(2+)浓度越高,轻烧粉浸取率越低。     

硫酸铵焙烧法综合利用低品位氧化锌矿

采用硫酸铵焙烧法综合利用低品位氧化锌矿,将氧化锌矿与硫酸铵混匀后焙烧,熟料水溶分离得到溶出液和滤渣,滤液净化除杂后制备碱式碳酸锌和硫酸铵,碱式碳酸锌煅烧制备氧化锌,硫酸铵溶液蒸浓结晶返回焙烧氧化锌矿;滤渣转化法提铅、锶;提铅渣碱熔融提硅,水溶分离后得硅酸钠溶液和尾渣,溶液苛化制备硅酸钙和氢氧化钠溶液,氢氧化钠溶液蒸浓结晶返回焙烧提铅渣;尾渣回收铁。整个工艺过程实现了低品位氧化锌矿中有价组元的综合提取利用,又实现化工原料的循环利用。     

Zn(Ⅱ)-(NH4)2SO4-H2O体系中锌的电积

研究采用Zn(Ⅱ)-(NH4)2SO4-H2O体系从高氟和氯锌烟尘中回收锌新工艺的电积过程.结果表明,在阴极电流密度400A·m(-2)、温度60℃、起始Zn(2+)浓度60g·L(-1)、异极矩3cm、时间4h的最佳电积条件下,所得电锌品位>99.97%,阴极锌析出率为83.09%,电流效率92.88%,电能消耗3618kW·h.     

硫酸-亚钛-钒酸铵容量法测定矿石中铀

用硫酸、氢氟酸、过氧化氧分解矿样，在6mol／L硫酸介质中，用亚钛将铀(Ⅵ)还原成铀(Ⅳ)。用亚硝酸钠氧化过剩的亚钛，过量亚硝酸钠用尿素破坏，以邻二氮菲亚铁为指示剂，钒酸铵容量法测定铀。本法ω(U)测定下限为0．03％，RSD优于3％，回收率为95％～105％，与铀矿石标准样品对照分析，误差小于2％。     

凹土负载Ti(SO4)2催化合成丁酸正丁酯

以凹土负载硫酸钛为催化剂,合成了丁酸正丁酯,考察了影响反应的条件.实验结果表明:当Ti(SO4)2负载量为7.5%,催化剂的制备温度为150℃,醇酸摩尔比为1.4,催化剂用量为1.0g,反应温度130℃,反应时间60 min时,丁酸的酯化率达98.85%.该催化剂活性组分用量少,催化活性高,易分离,不腐蚀设备,无废酸排放,是一种环境友好催化剂.     

Al2(SO4)3复合CPB-膨润土处理垃圾渗滤液

用溴代十六烷基吡啶对天然膨润土进行改性，制得CPB-膨润土，然后与Al2(SO4)，复合制得复合CPB-膨润土。研究复合CPB-膨润土去除垃圾渗滤液中CODCr和色度的适宜条件。实验结果表明：与原土比较，复合CPB-膨润土对垃圾渗滤液中CODCr和色度的去除效果有显著提高，CODCr和色度去除率分别可达到91．6％和95．2％。为膨润土的改性及其在垃圾渗滤液处理中的应用提供了有价值的参考数据。