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从锂辉石中提取碳酸锂的具体方法
作者:an888    发布于:2022-08-22 01:05    文字:【】【】【

  从锂辉石中提取碳酸锂的具体方法,摘 要:锂元素是工业发展过程中不可或缺的一种重要工业原料,锂的生产范围和用途也 较为广泛,而碳酸锂就是锂产品中的一种,本文主要介绍了几种从锂辉石中提取碳酸锂的方 法,包括硫酸法、纯碱压煮法、石灰烧结法和硫酸盐法等,希望能给相关人士提供一些参考。

  锂元素向来有能源金属和工业味精的美称,锂元素和其深加工后的产品具有较为广泛的使 用范围。而碳酸锂正是锂产品之一,而锂产品的生产技术和产能是衡量一个国家锂工业领域生 产能力的重要元素。目前可以用来生产碳酸锂的主要有三种,一是盐湖卤水,这方面的产量大 概能够占到总产值的百分之六十八左右,剩下的就是锂云母和锂辉石矿石,这两者大概能够占 到总产值的百分之三十左右。

  目前在大多数的生产企业中,都是使用硫酸法来生产碳酸锂的,硫酸法也是生产碳酸锂的 主要工艺技术。这种工艺技术在使用过程中首先需要经过回转窑,将锂辉石放在窑内进行高温 转化焙烧,从而让锂辉石能够进行晶型转化,窑内的温度需要保持在 980 到 1200 摄氏度之 间,只有在这一温度范围内,才能保证锂辉石的有效转化。在锂辉石完成烧制工作后,在进行 放置冷却,并进行球磨后,在将其放置在酸化窑内,酸化窑中的浓硫酸浓度需要保持在百分之 九十八左右,窑内的温度要保持在 250 摄氏度左右,在窑内的各种条件都满足烧制要求后就可 以进行酸化焙烧工作,在这一过程中,矿石中的钾、钠、锂等碱性金属和窑内的硫酸进行反应 从而生产一种硫酸盐,而其中的锂元素则转变成一种硫酸锂的形态被浸出,后续还要经过粉 碎、洗涤烘干、纯碱沉锂、净化除杂、固液分离以及石灰中和等操作从而制成一种碳酸锂产 品。为了促进碳酸锂产品质量的进一步提升,可以对碳酸锂进行后续处理,例如通过净化分离 和碳化处理等工作制成一种纯度较高的碳酸锂产品。

  这种工艺优势就是能够很快适应原料的制作,同时工业发展也较为成熟,具有较高的回收 率,产品质量也比较可靠,其中的硅钙渣还可以当做一种水泥原料进行综合利用。

  而工艺的缺点就是耗时较长,物料具有较大的流通量,能耗也比较大,管道和设备的设置 需要使用防腐材料,副产品硫酸铵价值较低。

  纯碱压煮法的工作原理就是通过锂辉石和碳酸钠在高温环境下的共同反映,而反映条件包 括压力大于 2.0MPa,温度要高于 200 摄氏度,在这种条件下让锂和钠之间进行置换反映,从 而将锂辉石中的锂元素通过碳酸锂的形式提取出来,并将反应后生成的反应残渣包括钠沸石和 方钠石以及各种无法溶解的碳酸锂进行压煮,随后在利用不同方式制作氢氧化锂产品和碳酸锂 产品。

  工艺流程主要是先将锂辉石进行焙烧转型,随后将完成焙烧工作的锂辉石添加纯碱也就是 Na2CO3 并加水进行濕式细磨,在细磨后,矿浆就会流入到管道当中,并进行预热,在预热结 束后,放进压煮器中实施压煮工作,在浸出后精心过滤分离,并将其中的碱成分洗去,分离后 得到了反应残渣方钠石和碳酸锂,将其添加到水洗液中,进行浆化处理,随后将浆料传送到碳 化塔当中,并利用二氧化碳进行加压处理,在碳化后就能制成大溶解度的碳酸氢锂,随后在碳 化体系中进行分离过滤和洗涤,重复加热滤液,并使其能够分解成碳酸锂,在碳酸锂分解完毕 后,通过 NaOH 来中和 HCO3-随后在返回进行配料压煮,最后对收获的碳酸锂进行干燥处 理,并进行包装,从而得到碳酸锂产品。

  石灰烧结法是根据 1 比 2.5-3 的比例来配置完成焙烧的锂辉石与石灰石原料,其中锂辉石 应该含有百分之六的氧化锂,并将两种配料进行混合,随后磨细,在温度为 1150 摄氏度到 1250 摄氏度的条件下进行焙烧,能够生成硅酸钙和氯酸锂,在经过湿式粉碎后,将洗液添加 进去,从而得到氢氧化钠,在进行沉降过滤,并进行高温蒸煮,从而让浸出液进行蒸发浓缩, 随后添加碳酸钠,就能够初步得到碳酸锂,随后还要进行分离、干燥等工序,才能得到碳酸锂 产品[1]。

  将硫酸盐和锂辉石放在一起进行焙烧,在高温烘焙下,锂辉石就会逐渐疏松,从而就能够 利用钾离子将锂辉石中的铝硅酸盐边缘位置的锂元素置换出来,随后在添加水分,经过浸出 后,可以得到一种硫酸锂的溶液。随后在利用纯碱沉锂制成碳酸锂[2]。这种提取工艺的使用 优势就是将硫酸盐来替换硫酸,从而减轻了对设备的腐蚀性,缺点就是物料具有较大的流通 性,能耗量大,耗时较长。

  综上所述,在工业领域中,锂的用途较为广泛,可以用于碱性蓄电池、润滑剂等各种特殊 用途的发生剂中,特别是在近几年来,更是出新了许多新用途,因此锂元素的生产方面也得到 了较快的发展。锂辉石是生产碳酸锂的主要原料,本文主要分析了锂辉石中提取碳酸锂的方 法。

  [1]杨晶喜.锂辉石加压提锂生产氢氧化锂技术研究[D].福州:福州大学,2016.

  [2]田千秋.锂辉石矿提取碳酸锂工艺研究[D].长沙:中南大学,2012.

  高贵彦(1983- ),男,汉族,工程师,硕士学历,单位名称:江西赣锋锂业股份有限公 司,研究方向:化工。

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