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%。     

机械活化对氧化锌矿碱法浸出及其物化性质的影响

研究了不同活化时间、活化方式对云南兰坪低品位氧化锌矿碱法浸出的影响. 结果表明,当浸出液NH4Cl浓度2.0 mol/L、NH3×H2O浓度1 mol/L、温度30℃、浸出液与浸出矿样液固比为10 L/g时,未活化矿样浸出90 min浸出率仅为60.08%,而活化90 min矿样浸出90 min的浸出率为69.36%,为可浸出含锌物相的103.97%;先磨后浸的强化效果优于边磨边浸. 不同活化时间、活化方式不仅造成矿物的形貌、粒度分布不同,而且使矿样在球磨过程中的物相转化存在差异：活化与浸出步骤分离时,球磨过程发生了机械化学反应,矿样中ZnS被氧化成利于浸出的物相,从而比两步骤合并的浸出效果好.     

铬铁矿硫酸酸解过程强化

针对铬铁矿硫酸酸解条件苛刻的难题,提出机械活化和氧化剂相结合强化铬铁矿硫酸酸解过程的新方法.以南非铬铁矿为原料,考察了液固比、硫酸浓度、机械活化、氧化剂加入量、温度等参数对铬浸出过程的影响,对铬铁矿硫酸酸解过程铬的浸出动力学进行了研究.结果表明,最佳浸出条件为:液固比2.4 m L/g,硫酸浓度80%(?),机械活化时间20 min,氧化剂加入量13%(?),温度120℃,浸出时间5 h,该条件下铬浸出率达92.36%.浸出过程符合未反应收缩核模型.     

钛铁矿机械活化-稀酸酸解反应耦合

采用稀酸酸解反应工艺,利用机械活化-稀酸酸解反应耦合技术,在磁驱转动的球磨反应装置上进行了钛铁矿的酸解反应。考察了反应器旋转速率、酸矿比、球料比及硫酸浓度等对酸解反应的影响。结果表明,在硫酸质量分数为60%、酸矿比1.6:1、球料比10:1及反应温度90℃条件下,与原矿浸出反应空白实验相比,采用活化-浸出耦合反应的浸出速率明显提高,浸出2 h酸解率从32%提高到49%,所得钛液的稳定性大于450 mL。扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)表征结果表明,耦合反应使得矿物颗粒不断破碎、细化和脱落,使剩余未活化芯继续活化并不断反应浸出。     

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。     

铝质岩中锂的浸出富集实验研究

采用氢氟酸作为浸出剂浸出富集铝质岩中的锂,进行了探索实验和单因素实验。结果表明,在75 ℃、固液比（g/mL）为1∶8、氢氟酸体积分数为17%、反应时间为15 min和搅拌强度为300 r/min的条件下,锂的浸出率高达98.73%;保持其他浸出条件不变,采用常温（25 ℃）浸出,锂浸出率仍可达83.80%。采用XRD分析原矿和浸出渣的矿物组成,结果表明,氢氟酸与铝质岩的反应主要是氢氟酸选择性溶解锂的主要载体矿物高岭石的过程,锂在反应过程中发生迁出与富集。     

+4价石煤钒矿的制备及其直接浸出动力学

以凤凰县石煤钒矿为原料,经焙烧后采用氢氧化钠溶液浸出,得到V(Ⅳ)质量分数为98.10%的+4价石煤钒矿,在硫酸用量35%、液固比1∶1、浸出温度95℃和时间10 h条件下,+4价石煤钒矿中钒的浸出率为81.8%,研究了+4价态含钒石煤钒矿直接浸出动力学,结果表明:在实验温度范围内,钒的浸出过程符合混合控制过程,近似求得其反应表观活化能为32.92 kJ/mol。     

机械活化强化锌焙砂中锌的浸出

锌精矿焙烧阶段产生的铁酸锌(ZnFe₂O₄)是一类具有尖晶石结构的复合氧化物,性质稳定,不溶于稀酸和碱,在常规浸出条件下,仍有20%的锌以铁酸锌的形式存在于锌浸渣中,导致锌精矿焙烧产物的锌浸出率不高,一般为80%左右。机械活化具有使矿物晶格产生缺陷,降低反应对温度、酸浓度等条件依赖程度的优点。因此,本文采用机械活化对锌焙砂进行预处理,以硫酸为浸出剂,研究了机械活化时间、球料比、硫酸浓度、液固比、温度对锌的浸出率及其他杂质离子的影响规律。结果表明：锌的浸出率随机械活化时间的延长呈现出先增大后降低的趋势。机械活化(H₂C₂O₄·2H₂O与锌焙砂的质量比为3.60%,球料比为2∶1,球磨时间10min)-酸浸(70g/L H₂SO₄,液固比为10∶1,温度为35℃)工艺结果表明,锌的浸出率为87.61%,与未机械活化时相比(82.59%),锌的浸出率提高5个百分点。机理分析表明,机械活化使锌焙砂颗粒粒径变小,产生晶格畸...     

机械活化强化矿物浸出过程的研究进展

综述了近10年来国内外关于机械活化强化矿物浸出的研究工作,包括机械活化对矿物原料性质的影响,对强化矿物浸出的效果及作用机理,强化矿物浸出反应动力学.最后对机械活化的研究发展前景进行了展望.     

黄铜矿强化浸出研究进展

传统从黄铜矿中提取铜的方法主要采用火法冶金工艺,随着高品质的黄铜矿日渐减少,采用传统的火法冶金方法从低品位黄铜矿中经济、高效地提取铜不仅越来越难,而且会在过程中产生大量SO₂等对环境和人体有害的气体。与火法工艺相比,湿法工艺从黄铜矿中提取铜具有能耗低、环境友好的优点,特别适宜低品位复杂多金属黄铜矿的处理,但存在浸出效率低的问题。本文综述和分析了近年来提高黄铜矿湿法浸出效率的研究现状,分析表明强化黄铜矿浸出的方法分为浸出前预处理活化和浸出过程中强化两类方法。预处理活化包括机械活化、热活化和微波活化工艺,能提高黄铜矿在浸出中的反应活性;浸出过程中强化包括添加黄铁矿、Ag离子、活性炭等助剂强化浸出,以及利用超声场、微波场及压力场进行外场强化等工艺方法。文中结合强化工艺的具体研究结果分析了各种强化工艺及方法的机理,比较了各种强化手段的优点、不足及存在的问题,展望了强化黄铜矿浸出的发展方向。结果表明,不论是预处理还是浸出过程强化,皆能有效提高黄铜矿的浸出效率,将预处理活化与过程强化相结合的工艺是强化黄铜矿浸出的有效方法。     

锂辉石浸出液提锂除杂规律研究

碳酸锂是一种基础锂盐, 不仅广泛应用于传统化工行业, 也是生产锂电池的重要原料, 近年来锂电产业蓬勃发展, 极大推动了原料碳酸锂的提取与制备研究。为了提取锂辉石中的锂来制备碳酸锂, 利用沉淀溶解-平衡理论分析锂浸出液的除杂规律。对锂辉石进行转型焙烧、酸化焙烧、浸取, 锂辉石中98%左右的锂可进入液相, 得到锂浸出液, 然后根据溶解平衡理论确定3步除杂净化条件：1）中和pH至6.5除大部分Al ³⁺和Fe ³⁺;2）加入氧化剂将Fe ²⁺氧化成Fe ³⁺, 调 pH 至8.0除Fe ³⁺;3）调pH至10.0, 加入理论量碳酸钠（以液相Ca ²⁺计）, 最终Al ³⁺、Fe ³⁺、Mg ²⁺ 等浓度低于10 ^-6 mol/L, Ca ²⁺质量分数约为2×10 ^-5。     

机械活化辅助浸出硫化镍矿中有价金属

随着高镍三元锂电池在新能源电动汽车领域的规模化应用,全球镍资源的需求量日益增加,绿色、高效、低成本地从硫化镍矿资源中提取镍的技术备受关注。本工作提出了机械活化辅助氧化浸出硫化镍矿的提取路径,在机械活化过程中通过改变硫化镍矿结构、增加晶体无序化程度、减小粒度和增加比表面积增加硫化镍矿的反应活性,再通过Na2S2O8氧化浸出实现了常压环境中硫化镍矿中有价金属的高效浸出。考察了机械活化和浸出过程中各因素对硫化镍精矿浸出的影响,确定了较优条件。在较优条件球磨转速613 r/min、球料比20:1、球磨时间120 min、酸浓度2 mol/L、过硫酸钠浓度0.42 mol/L、浸出时间60 min、液固比5:1、搅拌速率400 r/min和浸出温度80℃下,Ni, Co, Cu和Fe的浸出率分别达98.9%, 97.7%, 98.2%和98.7%。     

Lithium recovery from pretreated α-spodumene residue through acid leaching at ambient temperature

A novel alkaline hydrothermal approach for low-temperature conversion of α-spodumene into Li₂SiO₃ residue was proposed, providing a promising method for extracting lithium from α-spodumene as a pretreatment process. This work proposed a systematic investigation for extracting lithium from the residue by acid leaching and preparing lithium carbonate. The reaction feasibility between Li₂SiO₃ and acids (HCl and H₂SO₄) was first evaluated through thermodynamic calculation. Compared with the leaching effects of hydrochloric acid and sulphuric acid, sulphuric acid is the preferred leaching agent due to its higher extraction efficiency for lithium and lower acid consumption. Lithium extraction efficiency from the residue achieved up to 87.48% under the following optimized conditions: 0.75 mol/L H₂SO₄, 0.4 times the theoretical amount of acid, 10 min, 30°C, and 100 rpm. Based on the optimized conditions, the lithium-containing solution was concentrated through three consecutive cycles of leaching, which obtained a concentration of 17.78 g/L for lithium. The leaching solution was purified by CaO-Na₂CO₃, resulting in the removal rates of SiO₃²⁻, Mg²⁺, and Ca²⁺ of 84.22%, 95.51%, and 90.55%, respectively. Finally, the solution was precipitated with sodium carbonate to prepare Li₂CO₃. This paper facilitates the development of an economical process for efficient lithium extraction from spodumene at low temperatures.     

烧结剂对新疆粉煤灰中锂浸出的作用特性

以新疆燃煤电站典型粉煤灰为研究对象,应用不同烧结剂与粉煤灰分别混合高温煅烧,通过盐酸和硫酸浸出锂,研究了烧结剂种类、煅烧温度、烧结剂添加量、浸出剂种类对锂浸出的影响。另外本文将微波技术应用于锂的浸出,对比研究了微波加热及传统水浴加热对锂浸出的效果。结果表明：碳酸钾、碳酸钠、乙酸钠、氯化钠作为烧结剂活化粉煤灰使锂的浸出效果较好;对于碳酸钠和碳酸氢钠等浸出效果较好的烧结剂,800℃较适宜作为其煅烧温度;盐酸比硫酸溶液更适合作为浸出剂浸出粉煤灰中的锂;微波加热对锂浸出有非常大的优势,微波4min比水浴4h 锂浸出量增加了55%;碳酸钠与碳酸钾混合烧结剂比单一烧结剂表现出更好的活化性能,应用30%碳酸钠和70%碳酸钾混合烧结剂煅烧活化粉煤灰后使灰中锂的浸出率达93%。     

粉煤灰中战略金属锂的回收研究进展

随着锂电池行业的快速发展,中国锂原料对外进口的依赖程度逐年增加。从粉煤灰中回收锂,既可以缓解中国锂供应量严重不足的现状,又可以有效解决粉煤灰污染环境的问题。在分析比较锂矿石、盐湖卤水和粉煤灰的组成及其特点的基础上,从浸出和提取两个方面综述了目前粉煤灰回收锂的工艺技术。锂浸出工艺受粉煤灰浸出铝工艺的影响,目前已较为成熟,主要有酸法浸出和碱法浸出工艺。锂提取技术则受锂浸出工艺的影响,酸法浸出工艺的浸出液杂质元素比较多,提锂过程比较复杂,目前主要有溶剂萃取法、煅烧浸出法和吸附法;碱法浸出工艺的浸出液杂质元素简单,提锂相对容易,目前主要采用的是吸附法。由于粉煤灰浸出液与盐湖卤水的成分相似,因此借鉴盐湖卤水的提锂技术经验,开发适用于粉煤灰浸出液的提锂技术,是未来粉煤灰回收锂的主要研究方向。     

电化学脱嵌法盐湖提锂电极反应动力学研究

电化学脱嵌法盐湖提锂技术具有选择性好、提取率高、环境友好等优点,但提锂速度慢、效率较低。通过对提锂过程进行动力学研究来探明其控制步骤,为该方法的优化提供理论指导。通过系统研究槽电压、反应温度、锂浓度以及涂覆密度等因素对锂提取速率的影响规律,采用收缩核模型进行了动力学拟合分析。相较于其他因素,槽电压对提锂速率的影响显著,提锂反应速控步骤随着槽电压的升高呈现出由化学反应控制到内扩散控制（溶液向电极内部的传质为反应限制步骤）的转变。高槽电压（0.1 V）时,计算所得反应表观活化能为18.9 kJ/mol,锂浓度反应级数为 0.382,涂覆密度的依赖系数为-1.46。建立了提锂反应动力学方程。     

废旧磷酸铁锂正极粉磷酸浸出过程的优化及宏观动力学

随着新能源汽车产业快速发展,磷酸铁锂动力电池退役量爆发式增长,回收需求迫切,但面临回收利用经济性较差的难题。正极材料价值较高,本文提出采用磷酸浸出废旧正极材料以制备电池用磷酸铁,但铝等杂质的分离是关键。本文以含铝的磷酸铁锂正极粉为原料,开展了磷酸浸出过程优化及宏观动力学研究,重点研究了酸料比、浸出温度、液固比、搅拌速度等参数对磷酸铁锂及铝浸出效果的影响规律,并考察了磷酸铁锂在磷酸溶液中浸出的宏观动力学。研究结果表明,在酸料比1.1mL/g、温度20℃、液固比（5∶1)mL/g、搅拌速度400r/min、浸出时间120min条件下,磷酸铁锂浸出率大于93%,铝浸出率小于20%;磷酸铁锂正极粉磷酸浸出过程符合无固态产物层的收缩核模型,表观活化能为24.62kJ/mol,浸出过程受扩散控制。     

Oxidative leaching kinetics of molybdenum-uranium ore in H2SO4 using H2O2 as an oxidizing agent

The processing of molybdenum-uranium ore in a sulfuric acid solution using hydrogen peroxide as an oxidant has been investigated. The leaching temperature, hydrogen peroxide concentration, sulfuric acid concentration, leaching time, particle size, liquid-to-solid ratio and agitation speed all have significant effects on the process. The optimum process operating parameters were: temperature: 95°C; H₂O₂ concentration: 0.5 M; sulfuric acid concentration: 2.5 M; time: 2 h; particle size: 74 μm, liquid-to-solid ratio: 14 ∶ 1 and agitation speed: 600 rpm. Under these experimental conditions, the extraction efficiency of molybdenum was about 98.4%, and the uranium extraction efficiency was about 98.7%. The leaching kinetics of molybdenum showed that the reaction rate of the leaching process is controlled by the chemical reaction at the particle surface. The leaching process follows the kinetic model 1 ? (1?X)^1/3 = kt with an apparent activation energy of 40.40 kJ/mole. The temperature, concentrations of H₂O₂ and H₂SO₄ and the mesh size are the main factors that influence the leaching rate. The reaction order in H₂SO₄ was 1.0012 and in H₂O₂ it was 1.2544.     

粉煤灰酸浸提铝及其动力学

对KF为助剂焙烧活化粉煤灰酸浸提铝过程进行了研究,考察了粉煤灰焙烧活化和盐酸浸出条件对粉煤灰中铝浸出率的影响及其浸出过程动力学. 结果表明,焙烧活化优化条件为：时间1 h、温度800℃、粉煤灰与KF质量比为20:4. 浸出温度90℃、浸出时间2 h、盐酸浓度4 mol/L、液固比4 mL/g的条件下,铝提取率达到92.46%. 粉煤灰烧结产物加热酸浸过程符合收缩未反应核模型,反应级数为0.3718,反应活化能为43.49 kJ/mol,过程速率为化学反应速率控制.