一、含锂主要矿物
已知锂矿物和含锂矿物有
150
多种,常见的有
20
多种,主要矿物如下:
1
、锂辉石:氧化锂
5.8-8.1%
、氧化铷
1.51-3.80%
、氧化铯
0.02-1.082%
;
2
、锂云母:氧化锂
3.2-6.45%
、氧化铷
0.002-0.007%
、氧化铯
0.002-0.008%
;
3
、锂磷铝石:氧化锂
7.1-10.1%
;
4
、透锂长石:氧化锂
2.9-4.8%
;
5
、铁锂云母:氧化锂
1.1-5%
、氧化铷
1.22-2.05%
、氧化铯
0.02-0.22%
。
二、综合评价
锂常与铌、钽、铍、铷、铯、云母、长石、萤石伴生;盐湖锂矿常伴生有钠盐、钾、芒硝、镁盐、天然碱、硼、溴、碘等。
在矿床评价时要注意综合利用。
三、锂矿的提取
目前,自然界常见的含锂矿石主要有:锂辉石、锂云母、透锂长石、锂瓷石等,通常采用的提取方法有石灰石法、硫酸法、硫酸盐法、氯化物法和压煮法等。
1
、石灰石焙烧法
优点:实用性很强,几乎可用于所有锂矿物,缺点是浸出液中锂含量低,蒸发能耗大,锂回收率较低。
石灰石焙烧法工艺流程:
石灰石煅烧法是将锂云母与石灰石混合
(
一般质量比
1:3)
,充分研磨后在
800℃
以上温度下焙烧,使含锂矿石晶型转变,锂云母中难溶性的锂盐转变为易溶于水的锂盐。
反应原理如下:
2
、硫酸法
优点:
能源消耗量低、物料流通量小、生产效率高的特点,特别是液固相易混合均匀、浸出液锂浓度高以及锂、钾的回收率高等。
缺点:
浸出溶液杂质含量高,后续的净化负荷量重、技术难度大,以及大量使用硫酸,对设备的防腐蚀性能要求很高。
硫酸法提锂工艺流程:
硫酸法处理锂矿石需要预先将锂矿石高温焙烧,使其结构由致密变为疏松,再经球磨后与过量硫酸混合,在回转炉中
250℃
下焙烧溶解,水浸后得粗硫酸锂溶液,经净化、沉锂、蒸发浓缩后获得碳酸锂产品。
3
、硫酸盐法
优点:
焙烧时间和浸出时间短,浸出液锂浓度高、蒸发量小、能耗低等。
缺点:
钾盐消耗量很大,对焙烧温度的要求十分严格。
硫酸盐法提锂工艺流程:
硫酸盐法常用于处理硅酸盐矿物,但用于锂矿石提取锂时,需要经过锂矿石与硫酸钾
(
钠
)
混合配料、造球、高温焙烧,将矿石中的锂置换成可溶性的硫酸锂,经稀硫酸浸出,浸出液经净化、沉淀获得碳酸锂。
4
、氯化焙烧法
优点:
锂转化率高,能耗低,焙烧时间短,锂、钾等有价金属回收率高
,
浸出液锂浓度高等。
缺点:
焙烧过程对设备防腐要求较高,后期釆用碳酸钠沉锂,大大增加了成本。
中温氯化焙烧法提锂工艺流程:
氯化焙烧法主要是采用氯化剂
(
氯化钙
)
使锂矿石中的锂及其他有价金属转化为氯化物,分为中温氯化和高温氯化两种工艺。
5
、压煮法
优点:
流程较短、成本较低
缺点:
对工艺条件及矿物种类的要求较为苛刻
纯碱压煮法工艺流程:
与硫酸法类似,压煮法处理锂矿石也需要预先对锂矿石进行转型或脱氟焙烧,再将焙烧矿与一定量的
Na2CO3
混合均匀,在
200℃
和加压条件下
(0.2~2MPa)
处理,利用
Na
置换出
Li
;然后往水浸料浆中通入
CO2
,使碳酸锂转化为溶解度较大的
LiHCO3
;分离残渣后加热溶液,析出碳酸锂产品。
四、锂辉石质量标准
注:
(
1
)该标准适用于经手选和浮选所获取的锂辉石精矿,供提取锂及其化合物等用。
(
2
)按化学成分锂辉石精矿分为四级,以干矿品位计算。
(
3
)
精矿中水分不得大于
8%
。
(
4
)精矿中不得混入外来夹杂物。
五、锂云母精矿质量标准
注:
(
1
)该标准适用于经过选别富集而获得的锂云母精矿,供提取锂及其化合物和玻璃、陶瓷工业用。
(
2
)
按化学成分分为五级,以干矿品位计算。
(
3
)精矿水分不得大于
10%
。
六、
火焰光度计与原子吸收法
一、使用原理
1
、火焰光度计是用火焰作为激发光源的原子发射光谱法。
将样品引入火焰中,依靠火焰的热效应和化学作用将试样蒸发、离子化、原子化和激发发光。根据朗伯比尔定律(特征谱线的发射强度
I
与样品中该元素浓度之间
c
之间
I=acb(a
、
b
为常数
)
,测定样品中某元素含量。
主要适用于易于火焰激发的碱金属及碱土金属。
2
、火焰原子吸收法利用各元素的原子蒸气对光选择吸收的特性而检测。