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提取鋰的方法總結(jié)提取鋰的方法總結(jié)關(guān)鍵詞：環(huán)保回轉(zhuǎn)窯、鋰礦回轉(zhuǎn)窯、提取鋰的方法總結(jié) 河南華冠環(huán)�？萍加邢薰镜V石提鋰的方法主要有硫酸法、硫酸鹽法、石灰燒結(jié)法、氯化焙燒法，純堿壓煮法等，現(xiàn)綜述如下： （一）、硫酸法 硫酸法從鋰輝石中提取碳酸鋰是當(dāng)前比較成熟的礦石提鋰工藝，其工藝流程如圖1-1所示。此方法先將天然鋰輝石在950-1100℃焙燒，使其由單斜晶系的α-鋰輝石轉(zhuǎn)變成四方晶系的β-鋰輝石，由于晶型轉(zhuǎn)變，礦物的物理化學(xué)性質(zhì)也隨著晶體結(jié)構(gòu)的變化而產(chǎn)生明顯變化，化學(xué)活性增加,能與酸堿發(fā)生各種反應(yīng)。然后將硫酸與β-鋰輝石在250-300℃下焙燒，通過硫酸化焙燒發(fā)生置換反應(yīng)，即可生成可溶性硫酸鋰和不溶性脈石，反應(yīng)方程式如下： β-Li2O·Al2O3·4SiO2+H2SO4=Li2SO4+H2O·Al2O3·4SiO2 以上即為硫酸法從鋰輝石中提取碳酸鋰的工藝原理。 由文獻(xiàn)：田千秋，陳白珍，陳亞，馬立文，石西昌.鋰輝石硫酸焙燒及浸出工藝研究. 稀有金屬，2011，35(1)：118-123.得到具體操作步驟如下： ①焙燒，稱取一定質(zhì)量的鋰輝石放于回轉(zhuǎn)窯中1000-1100℃焙燒30min； ②冷卻磨細(xì)，將其磨細(xì)到200目以下； ③酸化焙燒，硫酸（93%-98%）用量為理論用量的140%，焙燒溫度250℃，焙燒時(shí)間為30min； ④水浸，將酸化熟料用去離子水進(jìn)行攪拌浸出，浸出最佳條件為：常溫反應(yīng)15min，液固比為； ⑤分離，浸出結(jié)束后加入C aCO3迅速中和至pH 左右，使部分鐵鋁進(jìn)入渣中，過濾得到浸出液；浸出液通過凈化 后即可用于碳酸鋰的提取。 圖1-1 （二）硫酸鹽法 硫酸鹽法是用硫酸鉀與天然鋰輝石燒結(jié)，使礦石中的鋰轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徜�，通過熟料溶出即可使鋰從礦石中進(jìn)入溶 液。在處理鋰輝石時(shí)，燒結(jié)過程中不僅伴隨著α-鋰輝石的晶型轉(zhuǎn)變，同時(shí)也存在著離子交換反應(yīng)。實(shí)際上，該反應(yīng)是 α-鋰輝石先轉(zhuǎn)換成結(jié)構(gòu)較疏松且易于反應(yīng)的β-鋰輝石,然后發(fā)生離子交換反應(yīng)的。在加熱燒結(jié)過程中，總的化學(xué)反應(yīng) 是： α-Li2O·Al2O3·4SiO2+K2SO4=Li2SO4+K2O·Al2O3·4SiO2 該反應(yīng)是可逆的，為了使反應(yīng)更加充分地向右進(jìn)行，在工藝上需加入過量的K2SO4，然而由于K2SO4價(jià)格貴， 故常常采用以Na2SO4部分替代K2SO4。但如果全部用Na2SO4代替K2SO4，可能生成“鋰輝石玻璃”嚴(yán)重影響后續(xù)浸 出工序，所以只能以Na2SO4部分替代K2SO4。硫酸鹽法不僅可以處理硅酸鹽礦，而且也可以處理憐酸鹽礦。 此方法的優(yōu)點(diǎn)是它具有通用性，幾乎能分解所有的含鋰礦石。缺點(diǎn)是若不用Na2SO4替代部分K2SO4，即消耗大 量的鉀鹽，最終導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高、產(chǎn)品也常被鉀污染。 由文獻(xiàn)：張婉思，王遠(yuǎn)明，李擎.硫酸鹽法從鋰云母中制取碳酸鋰的工藝路線研究. 化學(xué)世界，2010，34-36. 得到 具體操作步驟如下： ①焙燒，焙燒階段的優(yōu)化條件為：溫度940℃，時(shí)間120 min，配比 鋰云母：K2SO4：Na2SO4：CaO=20：：； ②浸出，第一步：水浸。將焙燒產(chǎn)物按液固比3：1溶于水中，攪拌 半小時(shí)，然后靜置抽濾。對(duì)濾渣進(jìn)行三級(jí)浸取，將濾液合并； 第二步：酸浸。由于水浸使得80%的Li、80%的Na、30%的鉀進(jìn)入溶液中，需要進(jìn)一步酸浸，以提高Li的浸出 率，浸出操作同上，采用三級(jí)酸浸取，液固比為3：l； ③除雜，在對(duì)浸出液調(diào)節(jié)pH過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)pH>6時(shí)，開始出現(xiàn)白色絮狀的Al(OH)3沉淀，當(dāng)pH>8時(shí)，此白色沉 淀不再增加，說明Al(OH)3基本沉淀完全。繼續(xù)加堿增大pH，當(dāng)pH>10時(shí)，開始出現(xiàn) 紅褐色的Fe(OH)3。沉淀，當(dāng)pH>13時(shí)，紅褐色沉淀不再增加，說明Fe(OH)3�；境恋硗耆�。抽濾，得到凈化 液。 ④ 沉鋰，將溶液加熱到95℃左右，加入Na2CO3。溶液，溶液中生產(chǎn) 白色粉末狀沉淀，抽濾后濾紙上形成約1cm厚的濾餅，用熱水洗滌3次后將濾餅放人200℃烘箱中烘干3 h后，稱 重，溶解到60mL 的稀硫酸溶液中待檢測。濾液收集起來，留待檢測。 （三）、石灰燒結(jié)法 石灰燒結(jié)法是用石灰或石灰石與含鋰礦石燒結(jié)，再將燒結(jié)塊溶出以制取碳酸鋰，目前對(duì)燒結(jié)過程中的物理化學(xué)反 應(yīng)還缺乏清晰的認(rèn)識(shí)，其總得反應(yīng)式為： Li2O·Al2O3·4SiO2+8CaO= Li2O·Al2O3+4[2CaO·SiO2] 石灰法生產(chǎn)工藝流程如下圖所示，過程包括生料制備、焙燒、浸出、洗澄、浸出液濃縮、凈化、結(jié)晶等幾個(gè)主要 工序。石灰石經(jīng)過細(xì)磨后，按鋰礦物與石灰石質(zhì)量比配料，并和一定氧化鈣配成合格的生料裝，生料裝放入回轉(zhuǎn)窯中 在一定溫度下進(jìn)行反應(yīng)，使礦物中的鋰轉(zhuǎn)化成可溶于水的化合物。倍燒產(chǎn)物通過浸出工序除掉不溶雜質(zhì)，過濾分離即 可得到以鋰化合物為主的浸出液，向浸出液中通入CO2氣體、廢爐氣或者添加碳酸鈉，使鋰以難溶碳酸鹽的形式沉淀 析出。經(jīng)洗滌干燥后得到碳酸鋰產(chǎn)品。該過程中CaO的加入量越多，燒結(jié)塊中的鋰的浸出率越高，燒結(jié)時(shí)鋰礦石中的 堿金屬轉(zhuǎn)變?yōu)殇X酸鹽，浸出時(shí)鋁酸鹽轉(zhuǎn)變成水合鋁酸鈣和原硅酸鈣進(jìn)入沉淀,從而使堿金屬則以氧化物的形式進(jìn)入溶 液。 石灰石燒結(jié)法是歷史上最古老的鋰鹽生產(chǎn)方法,主要優(yōu)點(diǎn)是流程簡單,設(shè)備腐燭小,生產(chǎn)成本低,反應(yīng)中原料易得,常用 天然產(chǎn)物石灰石,并且可以利用煤、石油或煤氣作為燃料;缺點(diǎn)溶液濃度低,蒸發(fā)能耗大,物料流通量大,鋰回收率較低,并 且浸出后礦泥有凝聚性,維護(hù)設(shè)備困難。 由石穎寫的《石灰石法鏗云母綜合冶煉工藝流程》這篇文章得到石灰石燒結(jié)法提取鋰的工藝步驟，如下所示： ①焙燒，銼云母和石灰石按1 : 3 的配比在回轉(zhuǎn)窯中經(jīng)900℃左右焙燒； ②水浸，堿金屬氫氧化物溶人水中, 然后與固相銼渣分離； ③蒸發(fā)濃縮析出氫氧化鋰； ④用碳酸鈉使母液中的鋰以溶解度更小的碳酸鋰析出。 主要工藝流程圖如下所示： （四）、氯化焙燒法 氯化培燒法是利用氯化劑使礦石中的鋰及其它有價(jià)金屬轉(zhuǎn)化為氯化物，進(jìn)而提取金屬及其化合物的。常見的氯化 焙燒法生產(chǎn)工藝有兩種：中溫氯化法是在低于堿金屬氯化物沸點(diǎn)的溫度下制得含氯化物的燒結(jié)塊、經(jīng)過溶出使之與雜 質(zhì)分離；另一種高溫氯化或氯化揮發(fā)焙燒是在高于其沸點(diǎn)的溫度下進(jìn)行焙燒，使氯化物成為氣態(tài)揮發(fā)出來，從而與雜 質(zhì)分離。這兩種方法均可用來處理含鋰礦石，氯化劑常常為鉀、鈉、銨和鈣的氯化物。氯化焙燒的反應(yīng)為： Li2O·Al2O3·4SiO2 + 14CaCO3 + CaCl2 =2LiCl↑+ 14CO2↑+4(3CaO·Si O2) +3CaO·Al2O3 爐料中鋰輝石與石灰石和氯化鈣按一定的質(zhì)量比配料，在1000℃下培燒生成的LiCl升華進(jìn)而與灰塵一同進(jìn)入煙 氣，通過在收塵器和洗滌塔中收集LiCl溶液。蒸發(fā)濃縮后加入飽和的Na2CO3溶液,沉淀即可得到Li2CO3產(chǎn)品。該方法 的優(yōu)點(diǎn)是流程簡單，不消耗貴重試劑，而鋰的回收率可達(dá)90%或更高。缺點(diǎn)則是LiCl的收集較難，爐氣腐蝕性強(qiáng)，試 劑用量大。 由儲(chǔ)慰農(nóng)寫的《氯化焙燒法從宜春鋇云母提取Li2CO3》這篇文章 得到氯化焙燒法提取鋰的工藝步驟，如下所示： ①配料，按鋰云母：NaCl：CaCl=1：：得比例進(jìn)入球磨機(jī)磨細(xì)，均勻混合，得到合格的生料，并制成球團(tuán)； ②焙燒，焙燒過程中控制溫度在900-950℃； ③水浸，浸出液和熟料的流比為 , 溫度常溫； ④除鈣，根據(jù)浸出液中鈣離子的含量按反應(yīng)CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3+ 2NaCl計(jì)算，過量2 % 加入固體Na2CO 3粉末或返回的鋰母液，于90 ~ 95℃反應(yīng)； ⑤蒸發(fā)析出NaCl， ⑥冷卻析出KCl ⑦沉鋰 （五）、純堿壓煮法 純堿壓煮法主要包括晶型轉(zhuǎn)化焙燒、壓煮、碳化溶出及沉鋰四大工藝。通過焙燒，使不易處理的天然鋰輝石轉(zhuǎn)化 為易處理的β-鋰輝石，利用碳酸鈉與β-鋰輝石在較高溫度(>200℃)、壓力(>和液相水存在情況下，鈉和鋰的置換反 應(yīng)，使鋰以碳酸鋰的形式提取出來，反應(yīng)方程式為： Li2O·Al2O3·4SiO2+nH2O+Na2CO3= Na 2O·Al2O3·4SiO2·nH2O+Li2CO3 壓煮后的料裝可用兩種方法使其中的Li2CO3轉(zhuǎn)入液相與殘?jiān)蛛x,一是往料裝中通入CO2，將鋰轉(zhuǎn)變成可溶性的L iHCO3,分離殘?jiān)蠹訜崛芤?使之再成為Li2CO3結(jié)晶析出；另一種是往料漿中加入石灰乳，使鋰苛化成LiOH進(jìn)入溶 液，分離殘?jiān)?蒸發(fā)濃縮得到LiOH·H2O產(chǎn)品， 通入CO2反應(yīng)得到碳酸鋰。 純堿壓煮法的主要優(yōu)點(diǎn)有生產(chǎn)流程短，生產(chǎn)過程物料流通量��；碳酸化可以直接生產(chǎn)較高品級(jí)%)的電池級(jí)碳酸鋰 產(chǎn)品；壓煮浸出時(shí)間短(≥，10-30min),生產(chǎn)效率高；碳酸化浸出不需加溫，分解溫度低(常溫)，能耗低；生產(chǎn)過程在堿 性介質(zhì)中進(jìn)行，沒有腐燭性，設(shè)備造價(jià)低；不消耗硫酸，不產(chǎn)生大量低價(jià)值的副產(chǎn)品硫酸鈉。主要缺點(diǎn)在于壓煮在高 壓高溫條件下進(jìn)行，操作技術(shù)要求相對(duì)較高；目前沒有現(xiàn)成的鋰鹽生產(chǎn)工廠可供借鑒，但壓煮過程可以借鑒鋁土礦壓 煮溶出工藝。 主要工藝流程如下圖所示： 主要參考文獻(xiàn)：陳平、廖婷、陳白珍、田千秋，純堿壓煮法從鋰輝石中提取鋰的研究，有色金屬，2011（9）：2 1-23. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①焙燒轉(zhuǎn)型：取粉煤灰樣品100g，置于馬弗爐內(nèi)，在高溫下進(jìn)行轉(zhuǎn)化焙燒，焙燒轉(zhuǎn)化的溫度控制在1150℃~1250 ℃。 ②冷卻磨細(xì)：將焙燒后的原料冷卻到常溫，再將其磨細(xì)到50~325目。 ③調(diào)漿：將Na2CO3與上述磨細(xì)的熟料加入相應(yīng)量的水調(diào)配成漿，控制鈉鋰摩爾比為2~7，液固比為3~5（Na2C O3的重量計(jì)入液相）。（100g 粉煤灰中含190μg×10-6×100=鋰，所以含有÷39=鋰, 控制鈉鋰摩爾比為7，所以鈉的用 量為×7=，所以碳酸鈉的用量為÷2= mol，為×106=；控制液固比為5，固體質(zhì)量為100 g，所以液相為100×5=500g，需要加水為= g。） ④壓浸：利用高壓蒸汽對(duì)料漿加熱，使其溫度升到180~270℃，并保持恒溫恒壓時(shí)間為~，所述高壓蒸汽的壓力 為~6Mpa。 ⑤降溫減壓：將步驟4中的料漿減壓至常壓狀態(tài)，并使其溫度降至0~40℃。 ⑥碳化：向步驟5中的壓煮料漿中通入CO2，將碳酸鋰轉(zhuǎn)化成溶解度大的碳酸氫鋰，壓煮料漿的碳化溫度控制在0 ~40℃，碳化壓力在~4 Mpa，液固比2~6，持續(xù)保壓時(shí)間為1~2h，此過程在碳化釜中進(jìn)行。 ⑦分離、洗滌及除雜：將步驟6碳化后的料漿過濾得到濾液和濾渣，濾渣經(jīng)過三次洗滌后棄去，采用螯合樹脂除 雜的方法除去濾液中含有的少量鈣鎂雜質(zhì)離子。 ⑧加熱分解：將步驟7中的除雜精制后的溶液加熱，分解溫度為50~100℃，得到碳酸鋰料漿。 ⑨分離洗滌：將步驟8獲得的碳酸鋰料漿放入離心機(jī)內(nèi)脫水，得到碳酸鋰濕料，再對(duì)其進(jìn)行洗滌，再次脫水，反 復(fù)洗滌2~6次。 ⑩干燥：將步驟9獲得的碳酸鋰濕料在溫度為150~250℃的烘箱中烘干，烘干時(shí)間為2~3h，即得電池及碳酸鋰。 總結(jié)概括一下：上述五種方法都是經(jīng)過焙燒，浸出，沉鋰的步驟得到鋰的化合物，焙燒的目的是破壞硅鋁鍵，釋 放鋰，使鋰易于酸堿反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽類，浸出的原理是使鋰鹽進(jìn)入溶液當(dāng)中，最后調(diào)節(jié)PH析出鋰鹽。加入的堿或鹽 類物質(zhì)不外乎是鈉或鉀的化合物，目的是用鈉或鉀置換出鋰，得到水溶性鋰鹽，再使鋰鹽進(jìn)入到溶液當(dāng)中， 沉淀析出鋰，得到鋰的化合物。 參考純堿壓煮法設(shè)計(jì)方案如下： 1、焙燒，按粉煤灰與Na2CO3質(zhì)量比為1:1，分別稱取100g粉煤灰與100g Na2CO3，攪拌均勻，放于馬弗爐中9 50℃焙燒2小時(shí)； 2、冷卻磨細(xì)，焙燒后料有很高的余熱，因此將其換熱冷卻到常溫，在壓煮過程中為使焙料與料液有足夠的接觸 面積，將其磨細(xì)到200目； 3、調(diào)漿，將碳酸鈉與磨細(xì)的熟料加入相應(yīng)量的水調(diào)配成漿，實(shí)際中由于高壓釜的原因用Na2CO3溶液（濃度105 g/L）2L； 4、壓浸，利用高壓蒸汽將料漿升溫到225℃，恒溫恒壓時(shí)間為1小時(shí)，攪拌速率為300r/min； 5、降溫減壓，將步驟4中的料漿減壓至常壓狀態(tài)，溫度降至0-40℃； 6、過濾定容，取40ml濾液放與樣品瓶中，待測。
河南華冠環(huán)�？萍加邢薰�在山西境內(nèi)有大量的煅燒鋁礬土、鋁酸鈣粉行業(yè)業(yè)績，塊狀煅燒和粉狀，細(xì)度有325、800、1000、1250目， 產(chǎn)量有50-500噸每天產(chǎn)能，可技術(shù)轉(zhuǎn)讓，可出售設(shè)備，產(chǎn)品。 河南華冠環(huán)�？萍加邢薰�專業(yè)致力于資源再利用、高嶺土行業(yè)，生產(chǎn)的回轉(zhuǎn)窯運(yùn)轉(zhuǎn)率可提高10%以上，產(chǎn)量提高5%～10%，能耗降低20%左右，產(chǎn)能達(dá)到50-500t/d，更加節(jié)能環(huán)保。如有需求，可直接咨詢18637113703(微信同號(hào))，華冠環(huán)�？萍脊緸槟哒\服務(wù)，隨時(shí)歡迎前來參觀! 專業(yè)售后服務(wù)！
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