鋰及其化合物在各領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。近年來(lái)，隨著新能源電動(dòng)汽車進(jìn)一步推廣，鋰市場(chǎng)需求量不斷增加，從基性巖石含鋰礦物中提取鋰越來(lái)越受到關(guān)注。

自然界中，含鋰礦石主要包括鋰云母、鋰輝石和透鋰長(zhǎng)石等。以鋰礦石為原料提取鋰、銣、銫等有價(jià)金屬的方法主要有石灰石法、硫酸法、硫酸鹽法、氯化物法和壓煮法等。

石灰石焙燒法

石灰石煅燒法是將鋰云母與石灰石混合(一般質(zhì)量比1:3)，充分研磨后在800℃以上溫度下焙燒，使含鋰礦石晶型轉(zhuǎn)變，鋰云母中難溶性的鋰鹽轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹苡谒匿圎}。反應(yīng)原理如下：

石灰石焙燒法工藝流程圖

該法的主要優(yōu)點(diǎn)是實(shí)用性很強(qiáng)，幾乎可用于所有鋰礦物，缺點(diǎn)是浸出液中鋰含量低，蒸發(fā)能耗大，鋰回收率較低。

硫酸法

硫酸法處理鋰礦石需要預(yù)先將鋰礦石高溫焙燒，使其結(jié)構(gòu)由致密變?yōu)槭杷?，再?jīng)球磨后與過(guò)量硫酸混合，在回轉(zhuǎn)爐中250℃下焙燒溶解，水浸后得粗硫酸鋰溶液，經(jīng)凈化、沉鋰、蒸發(fā)濃縮后獲得碳酸鋰產(chǎn)品。

硫酸法提鋰工藝流程圖

優(yōu)點(diǎn)：能源消耗量低、物料流通量小、生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)，特別是液固相易混合均勻、浸出液鋰濃度高以及鋰、鉀的回收率高等。

缺點(diǎn)：浸出溶液雜質(zhì)含量高，后續(xù)的凈化負(fù)荷量重、技術(shù)難度大，以及大量使用硫酸，對(duì)設(shè)備的防腐蝕性能要求很高。

硫酸鹽法

硫酸鹽法常用于處理硅酸鹽礦物，但用于鋰礦石提取鋰時(shí)，需要經(jīng)過(guò)鋰礦石與硫酸鉀(鈉)混合配料、造球、高溫焙燒，將礦石中的鋰置換成可溶性的硫酸鋰，經(jīng)稀硫酸浸出，浸出液經(jīng)凈化、沉淀獲得碳酸鋰。

硫酸鹽法提鋰工藝流程圖

優(yōu)點(diǎn)：焙燒時(shí)間和浸出時(shí)間短，浸出液鋰濃度高、蒸發(fā)量小、能耗低等。

缺點(diǎn)：鉀鹽消耗量很大，對(duì)焙燒溫度的要求十分嚴(yán)格。

氯化焙燒法

氯化焙燒法主要是采用氯化劑(氯化鈣)使鋰礦石中的鋰及其他有價(jià)金屬轉(zhuǎn)化為氯化物，分為中溫氯化和高溫氯化兩種工藝。

中溫氯化焙燒法提鋰工藝流程圖

優(yōu)點(diǎn)：鋰轉(zhuǎn)化率高，能耗低，焙燒時(shí)間短，鋰、鉀等有價(jià)金屬回收率高,浸出液鋰濃度高等。

缺點(diǎn)：焙燒過(guò)程對(duì)設(shè)備防腐要求較高，后期釆用碳酸鈉沉鋰，大大增加了成本。

壓煮法

與硫酸法類似，壓煮法處理鋰礦石也需要預(yù)先對(duì)鋰礦石進(jìn)行轉(zhuǎn)型或脫氟焙燒，再將焙燒礦與一定量的Na2CO3混合均勻，在200℃和加壓條件下(0.2~2MPa)處理，利用Na置換出Li;然后往水浸料漿中通入CO2，使碳酸鋰轉(zhuǎn)化為溶解度較大的LiHCO3;分離殘?jiān)蠹訜崛芤?，析出碳酸鋰產(chǎn)品。

純堿壓煮法工藝流程圖

該方法流程較短、成本較低，但對(duì)工藝條件及礦物種類的要求較為苛刻。

通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和改造，進(jìn)一步降低成本是礦石提鋰技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。與石灰石焙燒法相比，硫酸法、硫酸鹽法、氯化焙燒法以及壓煮法能耗低、鋰的浸出率高，具有取代石灰石法的趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：李軍，朱慶山，李洪鐘.典型含鋰礦物焙燒提鋰研究進(jìn)展.