新突破！鋰云母提鋰工藝技術(shù)的研究進展

鋰云母礦為重要的鋰資源之一，如何高效經(jīng)濟地分解鋰云母和溶出其中的鋰，是利用鋰云母礦提取鋰進而制備各類鋰化合物的關(guān)鍵。

隨著新能源產(chǎn)業(yè)和鋰電池技術(shù)的發(fā)展，鋰的需求量日益增大，有限的鹽湖鹵水鋰資源可能會面臨枯竭和供不應(yīng)求的問題，并且鹽湖鹵水資源的分布又極不均衡。我國絕大部分的鋰資源儲藏于礦石當中，其中鋰云母就是富鋰礦石之一。

鋰云母是一種稀有的云母，鋰云母提鋰是個世界性難題，一方面是鋰云母品位低、渣量大，且含有一定量氟，冶煉時易形成難溶氟化物，導致收率低，造成環(huán)境污染；另一方面鋰云母礦石中所含的鉀、銣、銫、氟等稀有貴重資源難以實現(xiàn)綜合利用。

目前，以鋰云母為原料提取鋰、銣、銫等有價金屬的方法有硫酸法、硫酸鹽焙燒法、石灰石法、氯化焙燒法、壓煮法、堿溶法等。

鋰云母提鋰技術(shù)

石灰石法

石灰石法是將鋰云母與石灰石混合磨細后在900－1100°Ｃ條件下焙燒，使其中的堿金屬都能夠轉(zhuǎn)化為易溶于水的化合物，之后采用水浸的方式提取其中的鋰資源。

優(yōu)點：提鋰工藝原料易得，成本低。

缺點：但該工藝焙燒過程中溫度可達到900－1100°Ｃ，能耗較高，鋰的回收率低，且處理過程中渣量大，渣難以再利用，易造成嚴重的二次污染。

硫酸鹽法

采用硫酸鹽與一定量的鋰云母在高溫下焙燒，將鋰云母中的鋰轉(zhuǎn)化為易溶解的硫酸鋰，之后采用水浸的方法回收其中的鋰資源。

鋰云母硫酸鹽法生產(chǎn)碳酸鋰的工藝流程圖

優(yōu)點：具有通用性，幾乎能分解所有的含鋰礦石，且鋰云母中的鋁幾乎不會被置換出來進入硫酸鋰溶液中而造成除鋁的麻煩，雜質(zhì)含量少，浸出率比較高，工藝簡單。

缺點：要保證鋰的浸出率，需要消耗較多的K2SO4，溶液中的硫酸鉀和硫酸鈉濃度較高，與硫酸鋰容易生成溶解度較低的Li-Na-K或Li-K的復鹽，產(chǎn)品也常被鉀污染，能耗比較高，礦渣量大且難以利用，成本高，昂貴的銣銫留在礦渣里無法提取，并且高溫焙燒過程會有較多的氟和硫化物廢氣揮發(fā)，環(huán)境污染比較重。

硫酸法

是國內(nèi)目前鋰云母提鋰的主要方法，又可以細分為硫酸焙燒浸漬法和硫酸浸出法。硫酸焙燒浸漬法由于焙燒溫度太高，導致能耗過高，并且鋰的提取率也較低，已經(jīng)逐漸被鹽焙燒法所取代。硫酸浸出法則被廣泛地用于鋰礦石提鋰，并得到了發(fā)展。

優(yōu)點：避免了高溫焙燒，能耗低，反應(yīng)溫度低，是比較高效的提鋰工藝，廢渣量小。

缺點：對鋰云母的細度有要求，鋰云母需要球磨達到一定的細度之后才能滿足浸出率的要求，反應(yīng)時間也比較長；浸出過程鋁也被大量溶出，需要除去大量的鋁，會造成鋰的較大損失；反應(yīng)完成后殘留較多的硫酸，需要消耗大量的堿去中和殘留酸。

氯化焙燒法

氯化焙燒法是將鋰云母與氯化鈉和氯化鈣等氯化物按一定的比例混合球磨后在一定溫度下焙燒，將鋰云母中的鋰及其他有價金屬轉(zhuǎn)化為可溶性的氯化物，浸出后得到含鋰溶液。

優(yōu)點：鋰轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)時間短，堿金屬的回收率高，廢渣量少。

缺點：焙燒過程氯離子對儀器設(shè)備的腐蝕嚴重，對防腐要求比較高，存在比較大的環(huán)保問題。

壓煮法

壓煮法的原理是先將鋰礦石進行焙燒脫氟，使礦相轉(zhuǎn)型，然后與碳酸鈉按一定的比例濕磨混勻，在大于200℃和0.2~2MPa的壓力下反應(yīng)，在此條件下，Na離子將Li離子置換出來，往水浸出漿料中通往二氧化碳使碳酸鋰轉(zhuǎn)化為可溶性碳酸氫鋰，固液分離后得到碳酸氫鋰溶液，加熱分解后得到碳酸鋰產(chǎn)品。

優(yōu)點：工藝流程簡單，物料流通量較小，設(shè)備腐蝕小，能耗較低，不會生成大量的低價值副產(chǎn)品。

缺點：鋰回收率低，反應(yīng)條件苛刻，需要在高溫高壓下浸出，且消耗較多的二氧化碳氣體。

綜上，每一種方法都有其優(yōu)勢和不足之處。鋰云母提鋰是一個較為復雜的化學過程，如何在提鋰過程中做到提高提鋰率、綜合利用非鋰組份和副產(chǎn)品、降低能耗、簡化工藝流程、減少污染物排放、降低助劑對設(shè)備的腐蝕等都是需要不斷解決的問題。

小結(jié)

鋰云母礦為重要的鋰資源之一，如何高效經(jīng)濟地分解鋰云母和溶出其中的鋰，是利用鋰云母礦提取鋰進而制備各類鋰化合物的關(guān)鍵?？偟膩碚f，如何提高鋰云母品位，減少浸出過程、分離過程的渣量，在浸出過程中盡可能將有價元素進入液相并經(jīng)濟地將他們分離開來，工藝流程盡可能短，同時能處理好設(shè)備的腐蝕問題是鋰云母提鋰工藝選擇應(yīng)該考慮的問題。