开拓锂云母高值利用新途径

当今世界锂矿资源主要来源于盐湖卤水和伟晶岩矿石。自上世纪90年代以来，卤水提锂因其低成本、短流程和回收率高的优势替代了矿石提锂，成为了主流提锂方式。但随着电子设备和电动汽车的高速发展，市场对锂的需求日益扩大，卤水提锂因其本身的不足（如卤水成分复杂且锂含量低、镁锂分离困难等）已无法满足市场需求，矿石提锂变得日益重要。

来源：pixabay

锂云母，开发热情高涨

我国盐湖卤水镁锂比极高和自然条件恶劣，盐湖提锂受到限制，因此我国锂产品的原材料主要来源于硬岩矿石。具有较大工业开采价值的锂矿石有锂辉石、锂云母、透锂长石、铁锂云母和磷锂铝石等，其中分布广泛且容易开采利用的含锂矿物主要是锂辉石和锂云母。

相比于盐湖卤水、锂辉石提锂，锂云母因其原料成本低廉、国内矿石资源丰富的特点受到研究人员以及企业的高度关注。

锂云母的现实“难题”

锂云母是一种广泛分布的云母族矿物，在地壳中被发现的锂云母矿床往往是以其他稀有金属的伴生矿的形式存在，其中，中国江西宜春的铌钽伴生锂云母矿床是亚洲储量最大的锂云母矿，占全国锂资源储量的30%以上（按其氧化物形态计算，储量达到110万吨），此外还共生有稀有金属铷、铯（按其氧化物形态计算，储量分别约40万吨和5.4万吨），具有重要的战略价值。但由于锂云母矿中锂的含量相对较低、传统方法提锂的能耗与物耗较高且难以实现锂以外元素（组分）的产品化利用，导致提锂成本较高，在锂价低迷时的经济性不好，且存在难以产品化的硅砂、废渣产出量大等影响生态环境的问题。对此，如何高效、环保、经济地提锂是锂云母高效利用亟需解决的问题。

开拓锂云母高值利用新途径

选择适宜的锂云母提锂工艺

针对生产条件、工业成本及环境保护等方面进行综合考虑，围绕整个工艺流程进行全面分析，根据不同的生产要求进行选择适宜的提锂工艺。

根据不同的矿相重构工艺，目前锂云母矿中提取锂的方法主要有：硫酸法、石灰石烧结法、硫酸盐焙烧法、压煮法、氯化焙烧法、碱溶法等。

锂云母提锂技术对比

“硫酸法”经过50多年的发展，是较成熟的矿石提锂工艺技术，具有对原料的选择性强、工艺简单且锂的提取率较高等优点。同时，永兴材料、江特电机等企业也在持续开展工艺和技术创新，确保可持续发展能力。

依据2021年度报告，江特电机已完成“新型硫酸盐焙烧法制备碳酸锂工艺研”项目，相较于之前制备碳酸锂方法，提高了锂云母回收率；降低了制备碳酸锂过程中的设备腐蚀；是宜春首家利用锂云母硫酸盐焙烧工艺制备碳酸锂的规模化企业。

在提升锂收得率方面，永新材料主要从改进选矿工艺和优化焙烧方案两个方向入手，通过选矿环节再磨，对锂云母精矿进行提纯，提高冶炼环节的浸出率，该项技改已在一期项目中实施，取得良好效果；通过优化焙烧配方，配合焙烧工艺调整，在改进浸出渣元素和颜色的同时，进一步提升锂的回收率，该项技改已实验成功，将运用于二期项目。

实现多种提锂工艺协同进行

除了上述几种类型的提锂方法之外，目前还存在着几种新型方法，如机械活化法。与传统的提锂工艺相比，机械活化法无需高温焙烧，是通过锂云母与机械活化剂之间的机械活化作用使Li处于高能活化状态，极易经浸出流程溶出到浸出液中。具有绿色环保、短流程、高提锂率的优点；但该法需经较长时间的球磨，对球磨设备有一定的要求，而且为达到较高的提锂率需消耗较多的机械活化剂或较大用量的酸溶液。

不管是传统方法还是新型方法，都存在一定优缺点。可以说利用单一提锂工艺提取锂云母中的锂存在一定的局限性，未来的研究方向必定是将多种提锂工艺进行综合利用，如将机械活化法与硫酸法、硫酸盐法和氯化焙烧法等结合，借助机械活化作用对锂云母矿石进行预处理，后续采用改进后的工艺，达到减少硫酸法中的硫酸耗量和后续除杂难度、降低硫酸盐法的焙烧温度和硫酸盐用量、降低氯化焙烧法的氯化剂耗量的目的；降低工艺成本进而提高整体工艺的经济效益。

提升锂云母的绿色、综合利用

一方面，实现锂渣的回收利用。

锂渣是含锂矿石中提取锂及其化合物过程中产生的废渣。锂云母锂渣中SiO₂和Al₂O₃含量达到70%，但残留一定量的钠盐和碱，露天堆放和填埋会威胁周边环境和地下水资源的安全。因此对锂云母锂渣的综合利用，具有保护环境和节约资源的意义。目前对锂渣的综合利用的研究主要集中在直接应用于混凝土、水泥砂浆和水泥等建筑材料，及制备陶瓷和建筑陶粒、分子筛等。

另一方面，提高锂的提取率和实现伴生资源综合利用。

锂云母矿石中不仅蕴含Li，还伴生K、Rb、Cs等有价金属。江西安德力高新科技有限公司联合佛山金银河、江西金德锂新能源、中南大学等单位开发出锂云母二段硫酸低温矿相重构、混合硫酸盐溶液元素自平衡连续盐析等核心技术以及全密闭式连续生产装备与控制系统，形成了锂云母资源高值化清洁利用全套工艺技术与装备，取得重大技术突破。可将锂云母中90%以上的锂和钾、95%以上的铷和铯、85%以上的铝、98%以上的硅分别以碳酸锂（电池级）、硫酸钾、铷盐、铯盐、明矾和高白度硅砂（满足陶瓷釉料要求）等高值化产品形式产出，实现了锂云母资源的高值、清洁、综合利用，并显著提升了该种资源的利用价值。

小结

近年来，以锂离子电池为动力的新能源汽车得到蓬勃发展。特别是在国家“双碳”目标提出后，被人们称为“能源金属”的锂，已成为有色金属行业“宠爱”的热门金属。锂云母是重要的矿石提锂来源之一，我国锂云母矿藏储量丰富，如何高效经济地分解锂云母并提取锂及其它有价金属，已成为锂云母综合处理过程中迫切需要解决的难题与研究重点。

参考资料：

余裕森等.锂云母提锂技术的研究进展

韩佳欢等.中国锂资源供需现状分析

陈志友等.锂云母锂渣性质及利用研究现状

江西特种电机股份有限公司2021年年度报告

永兴特种材料科技股份有限公司2021年年度报告

中国有色金属报.开拓锂云母高值利用新途径

注：图片非商业用途，存在侵权告知删除！

本文地址：http://libattery.net/news/details410.html