提取锂的方法总结

提取锂的方法总结

矿石提锂的方法主要有硫酸法、硫酸盐法、石灰烧结法、氯化焙烧法，纯碱压煮法等，现综述如下：

（一）、硫酸法

硫酸法从锂辉石中提取碳酸锂是当前比较成熟的矿石提锂工艺，其工艺流程如图1-1所示。此方法先将天然锂辉石在950-1100℃焙烧，使其由单斜晶系的α-锂辉石转变成四方晶系的β-锂辉石，由于晶型转变，矿物的物理化学性质也随着晶体结构的变化而产生明显变化，化学活性增加,能与酸碱发生各种反应。然后将硫酸与β-锂辉石在250-300℃下焙烧，通过硫酸化焙烧发生置换反应，即可生成可溶性硫酸锂和不溶性脉石，反应方程式如下：

β-Li2O·Al2O3·4SiO2+H2SO4=Li2SO4+H2O·Al2O3·4SiO2

以上即为硫酸法从锂辉石中提取碳酸锂的工艺原理。

由文献：田千秋，陈白珍，陈亚，马立文，石西昌.锂辉石硫酸焙烧及浸出工艺研究. 稀有金属，2011，35(1)：118-123.得到具体操作步骤如下：

①焙烧，称取一定质量的锂辉石放于回转窑中1000-1100℃焙烧30min；

②冷却磨细，将其磨细到200目以下；

③酸化焙烧，硫酸（93%-98%）用量为理论用量的140%，焙烧温度250℃，焙烧时间为30min；

④水浸，将酸化熟料用去离子水进行搅拌浸出，浸出最佳条件为：常

温反应15min，液固比为1.85；

⑤分离，浸出结束后加入C aCO3迅速中和至pH 6.5左右，使部分铁铝进入渣中，过滤得到浸出液；浸出液通过净化后即可用于碳酸锂的提取。

图1-1

（二）硫酸盐法

硫酸盐法是用硫酸钾与天然锂辉石烧结，使矿石中的锂转变为硫酸锂，通过熟料溶出即可使锂从矿石中进入溶液。在处理锂辉石时，烧结过程中不仅伴随着α-锂辉石的晶型转变，同时也存在着离子交换反应。实际上，该反应是α-锂辉石先转换成结构较疏松且易于反应的β-锂辉石,然后发生离子交换反应的。在加热烧结过程中，总的化学反应是：

α-Li2O·Al2O3·4SiO2+K2SO4=Li2SO4+K2O·Al2O3·4SiO2

该反应是可逆的，为了使反应更加充分地向右进行，在工艺上需加入过量的K2SO4，然而由于K2SO4价格贵，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“锂辉石玻璃”严重影响后续浸出工序，所以只能以Na2SO4部分替代K2SO4。硫酸盐法不仅可以处理硅酸盐矿，而且也可以处理憐酸盐矿。

此方法的优点是它具有通用性，几乎能分解所有的含锂矿石。缺点是若不用Na2SO4替代部分K2SO4，即消耗大量的钾盐，最终导致生产成本较高、产品也常被钾污染。

由文献：张婉思，王远明，李擎.硫酸盐法从锂云母中制取碳酸锂的工艺路线研究. 化学世界，2010，34-36.得到具体操作步骤如下：①焙烧，焙烧阶段的优化条件为：温度940℃，时间120 min，配比

锂云母：K2SO4：Na2SO4：CaO=20：2.75：8.25:0.5；

②浸出，第一步：水浸。将焙烧产物按液固比3：1溶于水中，搅拌

半小时，然后静置抽滤。对滤渣进行三级浸取，将滤液合并；

第二步：酸浸。由于水浸使得80%的Li、80%的Na、30%的钾

进入溶液中，需要进一步酸浸，以提高Li的浸出率，浸出操作同上，采用三级酸浸取，液固比为3：l；

③除杂，在对浸出液调节pH过程中发现，当pH>6时，开始出现白色絮状的Al(OH)3沉淀，当pH>8时，此白色沉淀不再增加，说明Al(OH)3基本沉淀完全。继续加碱增大pH，当pH>10时，开始出现红褐色的Fe(OH)3。沉淀，当pH>13时，红褐色沉淀不再增加，说明Fe(OH)3。基本沉淀完全。抽滤，得到净化液。

③沉锂，将溶液加热到95℃左右，加入Na2CO3。溶液，溶液中生产

白色粉末状沉淀，抽滤后滤纸上形成约1cm厚的滤饼，用热水洗涤3次后将滤饼放人200℃烘箱中烘干3 h后，称重，溶解到60mL 的稀硫酸溶液中待检测。滤液收集起来，留待检测。

（三）、石灰烧结法

石灰烧结法是用石灰或石灰石与含锂矿石烧结，再将烧结块溶出以制取碳酸锂，目前对烧结过程中的物理化学反应还缺乏清晰的认识，其总得反应式为：

Li2O·Al2O3·4SiO2+8CaO= Li2O·Al2O3+4[2CaO·SiO2]

石灰法生产工艺流程如下图所示，过程包括生料制备、焙烧、浸出、洗澄、浸出液浓缩、净化、结晶等几个主要工序。石灰石经过细磨后，按锂矿物与石灰石质量比配料，并和一定氧化钙配成合格的生料装，生料装放入回转窑中在一定温度下进行反应，使矿物中的锂转化成可溶于水的化合物。倍烧产物通过浸出工序除掉不溶杂质，过滤分离即可得到以锂化合物为主的浸出液，向浸出液中通入CO2气体、废炉气

或者添加碳酸钠，使锂以难溶碳酸盐的形式沉淀析出。经洗涤干燥后得到碳酸锂产品。该过程中CaO的加入量越多，烧结块中的锂的浸出率越高，烧结时锂矿石中的碱金属转变为铝酸盐，浸出时铝酸盐转变成水合铝酸钙和原硅酸钙进入沉淀,从而使碱金属则以氧化物的形式进入溶液。

石灰石烧结法是历史上最古老的锂盐生产方法,主要优点是流程简单,设备腐烛小,生产成本低,反应中原料易得,常用天然产物石灰石,并且可以利用煤、石油或煤气作为燃料;缺点溶液浓度低,蒸发能耗大,物料流通量大,锂回收率较低,并且浸出后矿泥有凝聚性,维护设备困难。

由石颖写的《石灰石法铿云母综合冶炼工艺流程》这篇文章得到石灰石烧结法提取锂的工艺步骤，如下所示：

①焙烧，锉云母和石灰石按1 : 3 的配比在回转窑中经900℃左右焙烧；

②水浸，碱金属氢氧化物溶人水中, 然后与固相锉渣分离；

③蒸发浓缩析出氢氧化锂；

④用碳酸钠使母液中的锂以溶解度更小的碳酸锂析出。

主要工艺流程图如下所示：