金屬鋰提取工藝有哪些

鋰是一種銀白色的金屬，質(zhì)地柔軟，具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。作為一種重要的戰(zhàn)略資源，鋰在電池、航空航天、電子等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。如今，隨著新能源汽車、電子產(chǎn)品等行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)鋰的需求不斷增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球鋰需求量每年以兩位數(shù)的速度增長(zhǎng)。因此，提取鋰資源以滿足市場(chǎng)需求至關(guān)重要。

目前，可用于提取鋰的金屬礦物資源有鋰輝石、鋰云母和透鋰長(zhǎng)石幾種，下面我們一起來了解這些鋰的提鋰工藝。

1、鋰輝石提鋰工藝

鋰輝石資源豐富，品位較高。但鋰輝石提鋰的工藝流程較長(zhǎng)，能耗較高。同時(shí)，鋰輝石提鋰過程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢渣和廢水，對(duì)環(huán)境有一定影響。目前，常見的鋰輝石提鋰工藝有硫酸法、硫酸鹽法。

硫酸法：是先將鋰輝石進(jìn)行高溫晶型轉(zhuǎn)化焙燒，再與硫酸混合進(jìn)行酸化焙燒，然后通過水浸、除雜、蒸發(fā)濃縮、沉鋰等步驟從鋰輝石中提取碳酸鋰的工藝方法。其流程是將破碎后的礦物在950-1100°C 下進(jìn)行高溫焙燒，使其晶型轉(zhuǎn)變成四方晶系β-鋰輝石，然后將經(jīng)過晶型轉(zhuǎn)化的鋰輝石冷卻后進(jìn)行球磨，磨細(xì)后的鋰輝石與濃度約為 98% 的濃硫酸混合，在 250°C 左右的酸化窯中進(jìn)行酸化焙燒，將酸化焙燒后的物料加入適量的水進(jìn)行浸出，使硫酸鋰溶解到水中，形成硫酸鋰溶液。浸出過程中需要控制水的用量和浸出時(shí)間，以確保鋰的充分浸出，最終進(jìn)行除雜，去除浸出液中的含鐵、鋁、鎂、鈣等雜質(zhì)金屬離子。

硫酸鹽法：是將硫酸鹽（如硫酸鉀、硫酸鈉等）和鋰輝石按一定比例混合后進(jìn)行焙燒。在高溫烘焙下，鋰輝石的結(jié)構(gòu)會(huì)變得疏松，硫酸鹽中的鉀離子或鈉離子將鋰輝石中的鋁硅酸鹽邊緣位置的鋰元素置換出來，生成硫酸鋰。然后添加水分進(jìn)行浸出，得到硫酸鋰溶液。后續(xù)的處理步驟與硫酸法類似，包括除雜、蒸發(fā)濃縮、沉鋰等，最終得到碳酸鋰產(chǎn)品。

1、鋰云母提鋰工藝

常見的鋰云母提鋰工藝有硫酸鹽焙燒法、氯化焙燒法和硫酸熟化焙燒-水浸法幾種。

硫酸熟化焙燒-水浸法：其原則流程為硫酸熟化焙燒-水浸-沉淀分離-氫氧化鋰沉淀-熱處理-碳酸鋰沉淀-熱解。具體流程是將破碎后的鋰云母與硫酸混合，在一定的溫度和時(shí)間下進(jìn)行熟化焙燒。硫酸與鋰云母發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使鋰云母中的鋰轉(zhuǎn)化為硫酸鋰。然后將焙燒后的物料加入水進(jìn)行浸出，使硫酸鋰溶解到水中，形成硫酸鋰溶液，再將硫酸鋰溶液中的雜質(zhì)通過沉淀的方式分離出來，得到純凈的硫酸鋰溶液。向硫酸鋰溶液中加入氫氧化鈉溶液，使鋰離子與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鋰沉淀。將碳酸鋰沉淀進(jìn)行熱解，得到純凈的碳酸鋰。將碳酸鋰沉淀進(jìn)行熱解，得到純凈的碳酸鋰。

硫酸鹽焙燒法：是先將鋰云母與硫酸鹽（如硫酸鈉、硫酸鉀等）混合，然后在回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行焙燒。焙燒過程中，硫酸鹽中的鈉、鉀等金屬離子與鋰云母中鋁硅酸鹽核靠邊的鋰離子發(fā)生置換反應(yīng)，將鋰轉(zhuǎn)化為硫酸鋰。之后用水浸出，經(jīng)過過濾將鋰提取出來。

氯化焙燒法：是將氯化物（如氯化鈉、氯化鈣等）與鋰云母混合后進(jìn)行焙燒，促使鋰云母中的鋰以及其他有價(jià)值金屬轉(zhuǎn)化為氯化物。然后通過一系列的化學(xué)反應(yīng)和物理分離過程，將氯化鋰提取出來。

2、透鋰長(zhǎng)石提鋰工藝

透鋰長(zhǎng)石是一種含三維骨架硅酸根陰離子的硅酸鹽礦物，通常含鋰量在3.5% - 4.5%范圍，屬于含鋰量相對(duì)較高的礦石，具有較高的提鋰價(jià)值。目前，常見的提鋰工藝主要是硫酸法和浮選法。

硫酸法：通常是先將透鋰長(zhǎng)石原礦進(jìn)行破碎處理，然后在1100°C的回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行焙燒，使其熱分解為鋰輝石-β和二氧化硅。焙砂經(jīng)過球磨后與濃硫酸拌勻，在300°C下進(jìn)行焙燒。接著按照液固比7.5：1加水進(jìn)行水浸，使鋰溶解到水中形成浸出液。浸出液經(jīng)過凈化、濃縮、沉淀等處理，回收得到碳酸鋰。

浮選法：是利用浮選藥劑對(duì)透鋰長(zhǎng)石進(jìn)行浮選分離。如果使用陰離子捕收劑來浮選，在任何pH下透鋰長(zhǎng)石均不浮游；而使用陽離子捕收劑，如十八胺，在礦漿pH為5.5-6.0時(shí)，回收率可達(dá)78%，當(dāng)采用烷基胺鹽在 pH 為7.5-9.5的堿性介質(zhì)中浮選時(shí)，回收率可提高到90%-92%。浮選后的精礦再進(jìn)行后續(xù)的提鋰處理，如酸浸、焙燒等，將鋰提取出來。

以上便是幾種金屬鋰提鋰的工藝介紹，在實(shí)際選礦廠中，鋰的選礦方法需根據(jù)鋰的礦石性質(zhì)而定，因此，建議進(jìn)行選礦試驗(yàn)，通過分析，設(shè)計(jì)適合的提鋰工藝技術(shù)。