中國礦山型鋰礦資源分布及提取碳酸鋰技術

中國礦山型鋰礦資源分布及提取碳酸鋰技術無機鹽工業(yè)第卷第期年月中國礦山型鋰礦資源分布及提取碳酸鋰技術術劉躍龍,陳文彥。劉夠生.江西科技師范大學化學化工學院,江西南昌;.華東理工大學化學工程聯(lián)合國家重點實驗室摘要:分析了中國礦山型鋰礦資源分布及礦物特征,闡述了中國礦山型鋰資源開發(fā)技術進展.對中國若干礦山型鋰礦資源提取碳酸鋰工藝路線進行了分析和比較。并指出,中國以青海鹽湖為代表的鹽湖鹵水提鋰由于較高的鎂鋰比,鹽湖提鋰一直存在技術瓶頸,目前的技術水平難以實現(xiàn)鎂鋰分離?；谥袊S富的礦山型鋰礦資源狀況.從礦山型鋰礦提取碳酸鋰仍將是中國相當長一段時期內(nèi)主要的鋰資源來源.中國應重視礦山型鋰礦資源技術研究.加大研究開發(fā)力度,使中國礦山型鋰礦資源得到有效和保護性開發(fā)。關鍵詞:礦山型鋰礦;鋰云母;碳酸鋰;鹵水提鋰文獻標識碼:中圖分類號:.文章編號:???,,:.,,;,.,:.../,,..,,..:;;;碳酸鋰作為理想的儲能材料.在儲能電池、動力生產(chǎn)的碳酸鋰分別為智利公司萬、美國電池等方面有著巨大的應用潛力和商業(yè)價值?。公司萬、德國公司.萬,這三大鋰供鋰在自然界中主要以固體礦物資源和液體礦床應公司均為鹽湖鹵水提鋰企業(yè)。年中國生產(chǎn)碳酸資源存在.其中具有經(jīng)濟價值的鋰輝石、鋰云母集中鋰萬.其中萬來自礦山鋰資源提鋰。分布在澳大利亞、加拿大、津巴布韋、美國和中國;而中國鋰資源情況特殊.雖然鹽湖鹵水提鋰在生液態(tài)鋰主要在鹽湖鹵水中。集中分布在智利、美國、產(chǎn)工業(yè)級碳酸鋰上具有明顯的成本優(yōu)勢.但在電池級碳酸鋰的生產(chǎn)上與礦石提鋰不相上下.其主要原玻利維亞、阿根廷、俄羅斯和中國。世紀年代世界鋰鹽的開發(fā)以偉晶巖鋰資因是中國鹽湖鹵水具有極高的鎂鋰比.鎂鋰難以分離四.年中國鹽湖鹵水提取碳酸鋰僅占當年中源為主.主要生產(chǎn)國包括美國、智利、德國、前蘇聯(lián)和國全部碳酸鋰產(chǎn)量的%.大部分仍然是從礦山鋰中國。隨著智利的阿塔卡瑪、玻利維亞資源提鋰.因此從礦山型鋰資源提取碳酸鋰仍然的烏尤尼和阿根廷的翁布雷穆爾托等巨大鹽湖的開發(fā),使世界鋰資源是中國相當長一個時期的重要原料途徑。的供求狀態(tài)發(fā)生重大變化.在資源分布上.從以開針對中國礦山型鋰資源提取碳酸鋰的生產(chǎn)工藝采高成本的偉晶巖礦為主轉(zhuǎn)向低成本的從鹽湖鹵水現(xiàn)狀.進行礦山型鋰資源提取碳酸鋰技術研究和產(chǎn)中提取鋰資源為主。年全球三大鋰產(chǎn)品供應商業(yè)化生產(chǎn).使中國礦山型鋰礦資源得到及時有效和,基金項目:國家自然科學基金項目。萬方數(shù)據(jù)年月劉躍龍等:中國礦山型鋰礦資源分布及提取碳酸鋰技術保護性開發(fā).具有十分重要的意義。光澤.礦物資源量不多。鐵鋰云母:化學式“,,,。固體鋰礦床特征及資源分布.,,質(zhì)量分數(shù)理論.%、典型.%~礦山型鋰礦主要指偉晶巖型鋰礦和富鋰黏土.%。單斜晶系,晶體呈板狀,通常呈片狀集合體。巖。偉晶巖中產(chǎn)出的鋰礦物主要有鋰輝石、透鋰長顏色呈淡黃或褐綠色,玻璃光澤。外觀呈暗灰色,常石、鋰云母、鋁磷鋰石等,其中應用最多的是鋰輝石,見片狀結(jié)晶集合成玫瑰花瓣狀:莫氏硬度為。,密其次是透鋰長石及鋰云母瑚。典型的鋰礦物主要有度為.。./。片狀解理平行底面完全,以下幾種。薄片具彈性。主要產(chǎn)于云英巖中,亦見于偉晶巖和高鋰輝石:化學式。,質(zhì)量分數(shù)理溫熱液礦脈中。捷克有著世界最大的鐵鋰云母礦資論.%、典型.%。.%。單斜晶系,晶體常呈柱源.且主要與錫鎢礦資源伴生。狀、粒狀或板狀。顏色呈灰白、灰綠或黃色;玻璃光中國礦物型鋰礦主要分布在新疆、四川、湖南和澤.半透明到不透明。莫氏硬度為.~.,密度為江西。截至年底,中國已查明的礦石鋰礦區(qū).~.加。鋰輝石是目前主要鋰礦物資源之一。多數(shù)為鋰、鈹、鈮、鉭綜合性的內(nèi)生礦床有處,透鋰長石:化學式,。,質(zhì)量分查明資源儲量約為.萬.其中基礎儲量約為數(shù)理論.%、典型.%~.%。架狀硅酸鹽礦物,主.萬包括儲量萬,分布在個省區(qū),其中要組分為白色或黃色,偶見粉紅色,單斜晶系,玻璃資源儲量排序較前的依次為四川占.%、江西光澤.解理面呈珍珠光澤,莫氏硬度為.。.,密度占.%、湖南占.%、貴州占.%。新疆為.。.咖,主要產(chǎn)于花崗偉晶巖中,與鋰輝石、原為礦石鋰資源大省.但因主要礦區(qū)經(jīng)多年的大銫榴石等共生?！鏁r轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷匦弯囕x石。津巴規(guī)模開采.保有儲量大量減少,目前保有資源儲量僅布韋的比基塔礦床是世界最大的透鋰長石礦床。占全國.%.以上省區(qū)合計占.%。已查明鋰鋰云母:化學式,,~,曬。。。。輝石礦區(qū)有處。保有資源儲量約為.萬.其中,,質(zhì)量分數(shù)理論.%~.%、典型.%~基礎儲量為.萬.占.%。分布在個省區(qū)。.%。單斜晶系層狀硅酸鹽礦物.產(chǎn)于花崗偉晶巖其中江西占.%、新疆占.%。中,顏色為紫和粉色并可淺至無色。具有珍珠光澤,中國礦山型鋰制備碳酸鋰技術呈短柱體、小薄片集合體或大板狀晶體,常含有銣和銫。江西宜春鉭鈮礦是世界最大的伴生鋰云母礦床。鋰礦種類不同.其理化性質(zhì)和雜質(zhì)含量差別很大.因此提取碳酸鋰的工藝也各不相同。傳統(tǒng)鋰礦業(yè)富含鋰云母、銣、銫等多金屬礦床,是中國正在開采利用的主要鋰資源之一.可開采氧化鋰儲量為萬,主要是通過高能耗和化學回收工藝從偉晶巖型鋰礦占中國%.世界%:銣儲量為萬.占世界高溫焙石中提取鋰產(chǎn)品,即通過粉碎、選礦、%:銫儲量為萬,占中國.%。居中國第一。燒分解、加硫酸形成硫酸鹽、加堿過濾形成碳磷鋰鋁石:化學式。,,質(zhì)酸鋰。目前。主要采用硫酸法、硫酸鹽法和石灰石焙量分數(shù)理論.%、典型.%~.%。架狀磷酸鹽礦燒法。石灰石焙燒法和硫酸鹽法的優(yōu)點是實用性好,物.呈微黃灰白色,短住狀晶體。三斜晶系結(jié)構,莫氏適用于分解各種鋰礦:硫酸法的優(yōu)點是碳酸鋰回收硬度為.~..密度為.~.率較高.可以處理鋰含量較低的礦石。/.玻璃光澤,解理完全,產(chǎn)于富鋁偉晶巖中,與鋰輝石、鋰藍鐵礦、石灰石焙燒工藝:石灰石燒結(jié)法是將鋰礦石鋰云母等共生。其性質(zhì)與鋰輝石類似,可溶于硫酸,一般:質(zhì)量分數(shù)在%以上和石灰石按一定比雖然含鋰高.但礦物資源少。例混合磨細.在高溫下燒結(jié).使礦物中的鋰轉(zhuǎn)化成可溶于水的化合物:用浸洗液浸出氫氧化鋰。過濾除渣鋰霞石?；瘜W式『。,質(zhì)量分數(shù)理論.%、典型.%。是鋰輝石變蝕的產(chǎn)物,有時混得到浸出液:將浸出液蒸發(fā)濃縮,加入碳酸鈉生成碳入等。六方晶系.能解理.晶形細小,密度在酸鋰.再經(jīng)離心分離、干燥制得碳酸鋰。石穎研究了石灰石和鋰云母的冶煉工藝流程.認為該過程.‖,左右,常呈粒狀集合體和致密塊狀,多為鋰輝石的觸變產(chǎn)物。顏色常呈灰白色、淺黃、淺褐、淺可以生產(chǎn)出多項重要產(chǎn)品和一些小批量化合物.并且全流程封閉循環(huán),無廢渣和廢液排放。李佩方佗用紅、淺綠色等,晶面呈玻璃狀光澤,斷口則呈現(xiàn)脂肪萬方數(shù)據(jù)無機鹽工業(yè)第卷第期苛化反應生成的石灰石漿代替石灰漿進行焙燒.同母液中可溶性化合物與銣、銫等化合物的分離,具體反樣獲得較好的效果.實現(xiàn)了廢渣的利用.減少了原料工藝過程:將鋰云母與稀硫酸混合.在.應消耗.實現(xiàn)了成本降低。.得到含鋰的硫酸鹽混合液.同時產(chǎn)生的氫硫酸鹽焙燒工藝:硫酸鹽法是將鋰輝石與工氟酸以氣體形式排除:將含鋰硫酸鹽混合液過濾分業(yè)硫酸鉀或硫酸鈉按一定比例混合在高溫下燒結(jié).離,得母液;母液經(jīng)次冷凍析出銣、銫后分離將燒結(jié)后的熟料溶出、除渣得到硫酸鋰和硫酸鉀的得到母液Ⅱ:母液Ⅱ加入氫氧化鈣除去鈣、鎂,過濾溶液:加入碳酸鈉及氫氧化鈉對溶液進行凈化除雜,分離得到。稀溶液,再加入純堿得到純度較高經(jīng)過濾、蒸發(fā)、分離得到硫酸鋰溶液,再加入碳酸鈉的,。該方法工藝條件溫和,生產(chǎn)周期較短。生沉淀碳酸鋰;碳酸鋰沉淀經(jīng)洗滌、干燥得到碳酸鋰產(chǎn)產(chǎn)成本低,并且生產(chǎn)過程中氟、銣、銫、硅、鋁等都得品。張婉思等對硫酸鹽制備碳酸鋰的工藝過程的到回收利用。此外,針對宜春鋰云母含氟、銣、銫等多各個影響因素進行了考察,得到最優(yōu)條件,即:煅燒種資源特征.李新海等、陸云華等分別提出了溫度為℃.煅燒時間為,原料配比為鋰碳酸鋰提取方法及資源綜合利用的方法。云母、、的質(zhì)量比為:.:.。王繼結(jié)論和展望民研究了硫酸鹽法從江西鋰云母中提取碳酸鋰的硫酸法是目前從鋰礦中提取碳酸鋰較為成熟的工藝.成功提取鋰,并制備純度較高的碳酸鋰。工藝方法.與其他兩種方法相比其節(jié)省能源.是比較硫酸焙燒工藝:硫酸焙燒工藝制備碳酸鋰是經(jīng)濟的生產(chǎn)方法。石灰石焙燒法和硫酸鹽法的優(yōu)點目前工業(yè)上應用較為成熟的工藝。硫酸焙燒工藝是是實用性好.適用于分解各種鋰礦.但回收率不如硫~將“一鋰輝石于℃焙燒得到口一鋰輝石,酸法.并且硫酸法適用于品位比較低的礦。從長遠來經(jīng)粉碎磨細后加入濃硫酸.在~℃焙燒發(fā)生看.種方法仍然將是中國鋰資源礦生產(chǎn)碳酸鋰的置換反應得到硫酸鋰,水浸并加入碳酸鈣調(diào)節(jié),主要方法.但是仍有較大的改進余地。主要體現(xiàn)在以固液分離得到硫酸鋰粗溶液,加入石灰乳調(diào)節(jié)下個方面:鋰輝石提鋰需要高溫焙燒轉(zhuǎn)晶,消耗并加入碳酸鈉,以除去鈣、鎂、鐵、鋁等雜質(zhì)得硫酸鋰大量能量.應研究高溫焙燒轉(zhuǎn)晶過程鋰輝石骨架結(jié)凈化溶液.凈化溶液進一步濃縮蒸發(fā)得到:。稀構變化以及與后續(xù)浸漬提鋰效率之間的關系.以實溶液.加入飽和的純堿溶液沉淀碳酸鋰,經(jīng)分離、干現(xiàn)能耗與提鋰效率之間的最佳匹配:以宜春鋰云燥得到“:,產(chǎn)品,整個過程鋰回收率可在%以母為代表的伴生銣、銫、氟、鉀等資源的鋰云母礦,應上。不過該反應只能用于結(jié)構比較疏松的屆一鋰輝研究鉀、氟、銣、銫等資源綜合利用技術。在提取碳酸石.所以必須將浮選后的精礦經(jīng)高溫焙燒.即先將選鋰的同時副產(chǎn)若干高值產(chǎn)品.且鋰云母提鋰采用鉭礦獲得的含“,質(zhì)量分數(shù)為.%。.%的鋰輝石鈮采選尾礦.省卻了礦山開采、破碎和運輸?shù)瘸杀?。礦在~的回轉(zhuǎn)窯中焙燒.使礦石密度由另外.應研究低鋰含量質(zhì)量分數(shù)為.%。./降至.,成為口一鋰輝石。.%鋰云母精礦的硫酸法或硫酸鹽法工藝.提高硫酸法生產(chǎn)碳酸鋰收率較高.并可處理含量僅鋰浸出效率,實現(xiàn)資源的綜合利用。為.%~.%的礦石。但是相當數(shù)量的硫酸和純堿因此.隨著以鋰動力電池為代表的新能源產(chǎn)業(yè)變成了價值較低的。,應盡可能降低硫酸的配的發(fā)展.中國在十分重視鹽湖提鋰技術研究前提下.量。朱永生等】研究了硫酸法制備碳酸鋰的工藝過同樣應重視以鋰云母為代表的礦山型鋰礦資源技術程.通過對酸化焙燒、常溫浸出工藝條件進行考察,研究.使中國礦山型鋰礦資源得到有效和保護性確定了鋰云母礦焙燒、酸化、浸出、凈化、沉鋰的最佳開發(fā)。條件。余球根對硫酸法生產(chǎn)碳酸鋰過程中鈣渣的參考文獻:形成及對最終產(chǎn)品的影響做了探討。鋰云母型鋰礦提鋰與鋰輝石提鋰工藝有差別:王海華.鋰資源開發(fā)利用現(xiàn)狀及前景.國土資源情報,:.鋰云母中含有氟,用硫酸在高溫高壓條件下對礦李昱昀,狄曉亮,高潔.國內(nèi)外鹽湖鹵水鋰資源及開發(fā)現(xiàn)狀.海物進行處理?？蓪⒎苑瘹湫问匠?鋰云母中湖鹽與化工,,:?.含有銣、銫等,因此提鋰過程需要增加銣、銫等化合員璽,常啟明.世界鋰工業(yè)的回顧與展望.新疆有色金屬,物提取分離步驟。張勇【通過低溫結(jié)晶技術實現(xiàn)了:.下轉(zhuǎn)第頁萬方數(shù)據(jù)無機鹽工業(yè)第卷第期參考文獻:時液相的黏度開始緩慢上升.隨著蒸發(fā)率達到.程懷德,馬海洲.利用硫酸鹽型鹽湖資源制取軟鉀鎂礬的研液相的黏度開始急劇增大。這一結(jié)果與圖中礦究.鹽業(yè)與化工,,:?.含量與蒸發(fā)率的變化關系一致.說明鹵水的郭愛武,李剛.馬海鹽湖鹵水自然蒸發(fā)實驗研究.鹽湖研究,含量對鹵水的黏度有很大的影響:蒸發(fā)初期。鹵水。:?.中礦含量幾乎沒有變化,黏度也幾乎沒有變化,當李建國,王成玲.鹽田兌鹵法提高光鹵石礦質(zhì)量的方法探討.蒸發(fā)率達到.時,大量析出后,溶液中礦含鹽湖研究,,:?.量急劇上升.鹵水黏度也隨之急劇上升。曹正祥.關于鹽田生產(chǎn)工藝的探討與分析.科技信息,:.結(jié)論楊占山,李彥花,葉海濤.鹽田生產(chǎn)光鹵石工藝控制的探討.化工礦物與加工,,:?.馬海鹽湖溶采鹵水高溫梯級蒸發(fā)實驗的結(jié)晶黃西平.國內(nèi)外鹽湖地下鹵水資源綜合利用綜述.海洋技規(guī)律與、、‖:四元體系相圖吻合。術,,:?.蒸發(fā)時鹵水首先過飽和析出,其次析出、王振強,張自琴.查爾汗鹽湖兌鹵生產(chǎn)光鹵石工藝討論.化工礦物與加工,,:?.、伴隨有。凡:析出,最后結(jié)晶析出曲懿華,錢自強,韓蔚田.鹽湖礦物鑒定手冊.北京:地質(zhì)出:和。?:。全程蒸發(fā)實驗表明,鹵版社..水中含量和一含量隨著蒸發(fā)的進行存在變化收稿日期:??的峰值.在蒸發(fā)率為.和.,即鹵水相對密度作者簡介:潘曉晨一,環(huán)境工程專業(yè)研究生。為.和.兩個點進行固液分離可以有通訊作者:程芳琴效分離和。聯(lián)系方式:..受受受女受羹受受受女受受壘.羹.受受.壘.受.女?受?受?受?免?屯?電?免?受?受?受?受?女?女?受?受?女?羹?女?受?受?受?羹?受?受?受上接第頁稀有金屬,,:?.高峰,鄭縮平,乜貞,等.鹽湖鹵水鋰資源及其開發(fā)進展.地朱永生,王運其.鋰云母硫酸法制取碳酸鋰.新疆有色金屬,球?qū)W報,,:.:,.宋彭生,李武,孫柏,等。鹽湖資源開發(fā)剎用進展.無機化學余球根.硫酸法生產(chǎn)碳酸鋰工藝中鈣渣處理方案探討.新疆學報,,:?.有色金屬,,:?.『劉向磊.鐘輝,唐中杰.鹽湖鹵水提鋰工藝技術現(xiàn)狀及存在的張勇.從鋰云母中提取碳酸鋰的方法:中國,.問題.無機鹽工業(yè),,:,.一.汪鏡亮.鋰礦物及鋰化工產(chǎn)品的供求格局.化工礦物與加工,.?,,,:?.,?朱文龍,黃萬撫.國內(nèi)外鋰礦物資源概況及其選礦工藝綜述.現(xiàn),.代礦業(yè).:.,:.,,.?.,,,.,,/:?..孟良榮,王金良.碳酸鋰及其制備.電源技術,,::.....,,陸云華.鄒輝飛,