【技术】硬岩锂矿石的化学提锂技术

电动汽车、储能设备和云连接电子产品所需的锂离子电池和富含锂的电子产品的大规模生产正在推动对锂资源前所未有的需求。目前的锂生产技术通常通过湿法冶金途径实现提取和纯化。

在萃取冶金中，锂是通过化学方法或通过化学和火法冶金工艺的组合来回收的。两种不同的工艺，即焙烧和煅烧或氯化和浸出，可以支持从矿石中回收锂。这些过程包括煅烧或焙烧，然后浸出以溶解锂并将其转移到水相中。

按照典型的矿石加工技术，例如研磨、浆料过滤和水回收过程，可以通过在酸性或碱性水溶液中的浸出过程从矿石中选择性地生产和提取锂。如今，对硬岩含锂矿石进行化学处理的第一阶段通常涉及在 250 至 400 °C 的温度下对矿石进行硫酸搅拌焙烧，以支持二氧化硅介观结构的分解并将所含的锂转化为在矿物质中变成水溶性形式。碱性过程，即矿物质与硫酸钙和氧化钙/氢氧化钙的混合物在约 250 °C 下反应，将硅酸盐转化为水溶性铝酸锂，也可用于产生 LiOH 或 Li 2 CO 3盐。有时需要离子交换过程来支持提取不需要的成分并提高锂产品液体的纯度。

在酸/磺化过程中，碱金属硫酸盐、硫酸或与水和氧气混合的 SO 3气体被用作试剂来生产与其他锂化合物相比不易沉淀的高水溶性硫酸锂。然而，缺点包括需要大量的化学试剂，以及由于硫酸盐试剂能够与铝、钠、镁、铁和钾结合而导致从此类盐水中生产高纯度碳酸锂的挑战。使用 Na2SO4 /K2SO4 /CaO、Na2 SO4和 Fe广泛研究了锂云母的硫酸盐焙烧然后水浸出SO4并在 1000 ° C下的锂提取率高达 99.5%。将 Na2SO 4和 H2SO 4与锌华石、透长石和蒙脱石矿石一起使用，锂提取率分别高达 90% 、97.3 %和90 %。然而，这种方法通常需要加入碳酸钠来沉淀碳酸锂。

碱提锂工艺是一种更经济、更环保的工艺，涉及使用石灰作为活性浸出剂从矿物中提取锂。在 100–205 °C 和 825–1050 °C 的温度范围内焙烧锂矿石会将锂矿石转化为 LiO 2，后者是 LiOH 的前体。生成的氢氧化锂可通过与盐酸或二氧化碳反应进一步转化为 LiCl 或 LiCO3 。锂沉淀物可进一步提质，同时母液，例如锂结晶后获得的液体，循环至工艺的第一阶段。

锂精矿的氯化发生在 800 至 1100 °C 之间，存在盐酸、氯化钠、氯化钙或氯气，具体取决于原始矿石的化学性质。该工艺用于将锂化合物转化为氯化锂 (LiCl)，氯化锂可溶于水，从而得到提纯。例如，酸烘烤过程涉及将 β-锂辉石与 Cl2气体在 1100 °C 下烘烤 2.5 小时，导致 Li 几乎完全提取为 LiCl 2。

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