鋰和鈹是重要的稀有金屬元素,被國內(nèi)外視為戰(zhàn)略性資源。隨著市場對鋰、鈹?shù)男枨笕找嬖龃?從低品位鋰、鈹?shù)V石中提取鋰鈹?shù)难芯恐饾u被重視。本文以湖南郴州一種含鋰鈹?shù)奈炇∵x尾礦為研究對象,探索一種“微波焙燒-硫酸浸出-浸出液凈化-萃取提鋰-萃余液提鈹”新工藝。對浸出、浸出液凈化除雜、萃取和反萃取等工序的影響因素進(jìn)行了詳細(xì)的考查,確定了最佳工藝條件,實現(xiàn)了高效提取鋰、鈹?shù)哪康�。�?）浸出礦樣的浸出階段,分別采用常規(guī)酸浸與微波焙燒酸浸,進(jìn)行了比較研究。常規(guī)酸浸的最佳條件為酸礦比為110%、液固比為2.0∶1、浸出溫度95℃條件下浸出28 h,鋰鈹?shù)慕雎瘦^低,分別為53%左右和43%左右。采用微波焙燒酸浸可以顯著提高浸出率,達(dá)到理想浸出效果。將礦樣預(yù)先在工業(yè)微波中750℃焙燒120 min,之后在酸礦比80%、液固比1.5∶1、浸出溫度90℃的條件下浸出20 h,鋰的浸出率可達(dá)95%左右,鈹?shù)慕雎士蛇_(dá)85%左右。（2）浸出液凈化除雜浸出液中由于鐵鋁的含量較高,通過調(diào)節(jié)pH容易生成氫氧化鐵與氫氧化鋁膠體,不僅難于過濾,而且會造成鋰鈹?shù)奈綋p失。本文利用黃鈉鐵礬法除鐵,鉀明礬法與苯甲酸鈉法兩步除鋁,... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

硫酸法生產(chǎn)碳酸鋰工藝流程圖

81.3.2氯化焙燒法氯化焙燒法[45-46]是使礦石中的鋰與氯化劑反應(yīng)使有價金屬轉(zhuǎn)化為氯化物，然后對其中的金屬和化合物進(jìn)行提齲現(xiàn)在常用且比較成熟的工藝主要有兩種：第一種是中溫氯化法，此法是將堿金屬氯化物進(jìn)行焙燒并且焙燒溫度應(yīng)不高于他的沸點，然后將燒結(jié)快進(jìn)行浸出，得到浸出液使鋰進(jìn)入浸出液中從而達(dá)到與雜質(zhì)分離的目的。第二種是高溫氯化焙燒法，此法焙燒的溫度較高，焙燒溫度一般高于他的沸點，高溫氯化焙燒的目的是讓氯化物以氣體的形式揮發(fā)出來，而其他的雜質(zhì)仍留在燒結(jié)快中，然后再利用氣體收集裝置將氣體氯化物進(jìn)行收集。工業(yè)上常用的氯化劑以氯化鈣為主，也可用氯化鈉或者其兩者混合物，反應(yīng)方程式如(1-2)。Li2O·Al2O3·4SiO2+14CaCO3+CaCl=2LiCl↑+14CO2↑+4(3CaO·SiO2)+3CaO·Al2O3..............(1-2)主要流程是先將鋰輝石、碳酸鈣、氯化鈣按一定比例進(jìn)行混合配料，然后將混合配料在1000℃條件下進(jìn)行焙燒，生成的LiCl升華后與煙氣及粉塵一起，此時在收塵器和洗滌塔中收集得到LiCl溶液。然后對收集到的LiCl溶液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮后以提高其濃度，再加入飽和碳酸鈉溶液即可生成碳酸鋰沉淀。氯化焙燒法工藝簡單，綜合利用好，回收率達(dá)到90%左右。其工藝流程如圖1.2所示。圖1.2氯化焙燒法生產(chǎn)碳酸鋰的工藝流程圖

91.3.3硫酸鹽法硫酸鹽法[47-49]主要是將天然鋰輝石與硫酸鹽按照一定的比例進(jìn)行混合配料，然后再將其在高溫條件下進(jìn)行燒結(jié)，使鋰輝石中的鋰轉(zhuǎn)化為可溶性的硫酸鋰，然后再進(jìn)行浸出使礦石中的鋰進(jìn)入溶液中，進(jìn)而達(dá)到與雜質(zhì)分離的目的。常用的硫酸鹽為硫酸鉀、硫酸鈉、硫酸鈣或是他們的混合物。工藝流程如圖1.3所示。在高溫?zé)Y(jié)過程中，α-鋰輝石先發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變成β-鋰輝石，使礦物的化學(xué)性質(zhì)轉(zhuǎn)變更易于反應(yīng)，然后再進(jìn)行離子交換反應(yīng)。高溫混合燒結(jié)過程中，總的反應(yīng)方程式如（1-3）。α-Li2O·Al2O3·4SiO2+K2SO4→Li2SO4+K2O·Al2O3·4SiO2.....................................(1-3)由于上述反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)，所以工業(yè)生產(chǎn)中希望此反應(yīng)正向進(jìn)行，使礦石中的鋰盡可能的轉(zhuǎn)變成硫酸鋰。因此就需要加入過量的K2SO4，但是為了節(jié)約成本，在生產(chǎn)中會將部分K2SO4以較便宜的Na2SO4代替。故工藝流程一般以硫酸鉀石3K2SO4·Na2SO4來表示這種混合配料形式�；旌吓淞辖�(jīng)過燒結(jié)后進(jìn)行浸出得到浸出液，再經(jīng)過浸出液的凈化除雜與凈化液的蒸發(fā)濃縮得到濃度較高的硫酸鋰溶液，然后加入碳酸鈉進(jìn)行沉鋰。硫酸鹽法通用性較強，幾乎可以分解所有含鋰礦石。但是該方法需要加入大量的硫酸鉀，成本較高。圖1.3硫酸鹽混合燒結(jié)法制備碳酸鋰工藝流程圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]江西宜春高鐵鋰云母礦浮選分離試驗研究[J]. 周賀鵬,張永兵,雷梅芬,劉燕波,杜顯彥,耿亮.  非金屬礦. 2019(04)
[2]萃取法從廢舊鋰離子電池正極材料浸出液中提取鋰[J]. 趙天瑜,宋云峰,李永立,趙中偉,何利華,陳星宇,劉旭恒.  有色金屬科學(xué)與工程. 2019(01)
[3]鹽湖鹵水提鋰技術(shù)研究與發(fā)展[J]. 劉東帆,孫淑英,于建國.  化工學(xué)報. 2018(01)
[4]典型含鋰礦物焙燒提鋰研究進(jìn)展[J]. 李軍,朱慶山,李洪鐘.  中國科學(xué):化學(xué). 2017(11)
[5]吸附法鹽湖鹵水提鋰專利分析[J]. 張皓,張超磊,王倩,劉彥偉,常偉偉,程維高.  河南科技. 2016(12)
[6]全球鹽湖鹵水型鋰礦床成礦特征與資源潛力分析[J]. 王秋舒,邱景智,邵鶴楠,許虹.  中國礦業(yè). 2015(11)
[7]六氟磷酸鋰概述及制備工藝研究[J]. 劉永生.  低溫與特氣. 2015(02)
[8]云南麻栗坡縣馬卡鎢多金屬礦床中鈹賦存狀態(tài)研究及意義[J]. 杜勝江,溫漢捷,秦朝建,燕永鋒,楊光樹,馮鵬宇.  礦物學(xué)報. 2014(04)
[9]鋰輝石-硫酸法提鋰過程節(jié)能探討[J]. 周文龍,徐月和,冉建中.  有色冶金節(jié)能. 2014(03)
[10]鋰云母硫酸鹽法提鋰研究[J]. 郭春平,周健,文小強,普建,王玉香,袁德林.  無機鹽工業(yè). 2014(03)

碩士論文
[1]金綠寶石型鈹?shù)V中鈹?shù)奶崛」に囇芯縖D]. 芮海鋒.湘潭大學(xué) 2017
[2]吸附法從鹽湖鹵水中提鋰及制備碳酸鋰的工藝研究[D]. 周喜誠.中南大學(xué) 2013
[3]鋰輝石礦提取碳酸鋰工藝研究[D]. 田千秋.中南大學(xué) 2012
[4]鹽湖鹵水萃取提鋰及其機理研究[D]. 葉帆.華東理工大學(xué) 2011
[5]鋰離子電池電解質(zhì)材料六氟磷酸鋰的制備及性能研究[D]. 沙順萍.中國科學(xué)院研究生院（青海鹽湖研究所 ） 2005



本文編號：3379358