锂云母碱固相烧结活化提锂技术研究

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锂被誉为“能源金属”,具有优异和特殊性能的锂及其化合物,已在能源、化工、电子、冶金、宇航等领域得到广泛的应用。在新能源产业迅速发展的大形势下,金属锂及高纯度锂盐需求日益迫切。锂云母作为一种重要的含锂矿物资源,其绿色低成本提锂技术逐渐引起广泛关注。本论文针对锂云母传统硫酸(盐)焙烧法、氯化法、石灰焙烧法、压煮法等工艺所存在能耗高、严重腐蚀设备、环境污染大等问题,提出低碱低温煅烧活化锂云母,将稳定的锂云母晶体结构破坏从而转变成其他容易溶解浸出的无机盐,再通过稀酸浸出其中Li、Al等有价金属。首先,在充分分析锂云母精矿矿物组成及化学成分的基础上,依据主要矿物锂云母(K{Li2-xAl1+x[Al2xSi4-2xO10](F,OH)2}(X=0-0.5))矿物特性,利用氢氧化钾和锂云母在一定条件下进行固相烧结活化,使得稳定的锂云母晶体结构转变为在酸性环境下易分解的矿物相。通过对活化反应进行热力学分析,推断出可能进行的反应路径,再研究氢氧化钾的添加量、烧结时间和烧结温度对锂云母活化的影响,当锂云母与氢氧化钾的质量比为10:3,烧结温度为750℃,烧结时间为3 h,焙烧活化样品XRD显示锂云母特征峰已完全消失,转变为钾霞石(KAl SiO4)和动力学原理,探讨了锂云母氢氧化钾固相烧结活化过程可能发生的反应和机理。其次,在稀盐酸条件下对活化锂云母进行有价元素Li、Al的浸出实验,通过研究盐酸浓度、煅烧温度、浸出时间、浸出温度和液固比等因素,对活化后锂云母样品浸出Li、Al的影响,结果表明在盐酸浓度为7.50 wt%,浸出温度为55℃,浸出时间为1 h,液固比为5 m L:1 g的条件下Li的浸出率达99.30%,Al的浸出率为42.10%。最后,结合浸出前后样品XRD和SEM测试表征,对其Li释放机理进行初步探讨。通过本论文的锂云母活化方法,可使锂云母中Li元素能实现较好的浸出释放。
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