一、含鋰主要礦物
已知鋰礦物和含鋰礦物有150多種,常見的有20多種,主要礦物如下:
1、鋰輝石:氧化鋰5.8-8.1%、氧化銣1.51-3.80%、氧化銫0.02-1.082%;
2、鋰云母:氧化鋰3.2-6.45%、氧化銣0.002-0.007%、氧化銫0.002-0.008%;
3、鋰磷鋁石:氧化鋰7.1-10.1%;
4、透鋰長石:氧化鋰2.9-4.8%;
5、鐵鋰云母:氧化鋰1.1-5%、氧化銣1.22-2.05%、氧化銫0.02-0.22%。
二、鋰礦石背后蘊藏的巨大商機(jī)
碳酸鋰和氫氧化鋰是用作新能源電池的主要原材料。隨著新能源汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展,對于電池的需求量也暴漲,隨之而來的就是原材料的漲價。碳酸鋰的價格從去年的幾萬元一噸漲到目前一噸已經(jīng)超過了50萬元,漲價的背后也蘊藏著商機(jī)。目前越來越多的人想要涉足新能源材料行業(yè),然而鋰電池材料是由鋰礦石或者鹽湖鹵水中提煉出來的,這就需要了解碳酸鋰制備的一系列工藝。
鋰礦石專用顎式破碎機(jī)
鋰礦石專用反擊式破碎機(jī)
三、為什么進(jìn)行鋰礦石破碎?
碳酸鋰的提取工藝分為礦石提取和鹽湖鹵水提取兩大類。礦石提取工藝成熟,但耗能高、污染重、成本高;鹽湖鹵水提鋰的優(yōu)勢在于,碳酸鋰含量高和成本低,但技術(shù)難度高,尤其是電池級碳酸鋰的提純。目前國內(nèi)生產(chǎn)還是以礦石提鋰為主。
鋰礦石專用圓錐式破碎機(jī)
要加工碳酸鋰,首先需要對鋰礦石進(jìn)行破碎、磨粉、選礦等工序。在這個加工的過程中我們使用到的設(shè)備主要包括振動給料機(jī)、鄂式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、振動篩等。振動給料機(jī)對鋰礦石進(jìn)行粗篩分,把狀、顆粒狀物料從貯料倉中均勻、定時、連續(xù)地均勻地喂料到鄂式破碎機(jī)中。鄂式破碎機(jī)對鋰礦石進(jìn)行粗破,粗破后的物料由膠帶輸送機(jī)送入到圓錐破進(jìn)行進(jìn)一步破碎。顎式破碎機(jī)在整條鋰礦石浮選生產(chǎn)線中起著至關(guān)重要的作用。
鋰礦石專用振動篩
鋰礦石專用給料機(jī)
破碎好的鋰礦石就可以送入磨粉機(jī)進(jìn)行磨細(xì)和選礦了。在磨粉環(huán)節(jié)選用的設(shè)備直接影響到后續(xù)制備碳酸鋰的效率,我們要選用LM立式磨進(jìn)行磨粉,可以達(dá)到選礦提煉碳酸鋰的要求。LM立式磨設(shè)備環(huán)保、投資運行成本較低、操作簡便運行可靠、更主要的加工出來的細(xì)粉產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,符合后續(xù)工藝要求。
破磨選礦之后得到的鋰精礦,再經(jīng)一系列化學(xué)方法就能夠得到碳酸鋰成品。
四、鋰礦的提取
目前,自然界常見的含鋰礦石主要有:鋰輝石、鋰云母、透鋰長石、鋰瓷石等,通常采用的提取方法有石灰石法、硫酸法、硫酸鹽法、氯化物法和壓煮法等。
1、石灰石焙燒法
優(yōu)點:實用性很強(qiáng),幾乎可用于所有鋰礦物,缺點是浸出液中鋰含量低,蒸發(fā)能耗大,鋰回收率較低。
石灰石焙燒法工藝流程:
石灰石煅燒法是將鋰云母與石灰石混合(一般質(zhì)量比1:3),充分研磨后在800℃以上溫度下焙燒,使含鋰礦石晶型轉(zhuǎn)變,鋰云母中難溶性的鋰鹽轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹苡谒匿圎}
2、硫酸法
優(yōu)點:能源消耗量低、物料流通量小、生產(chǎn)效率高的特點,特別是液固相易混合均勻、浸出液鋰濃度高以及鋰、鉀的回收率高等。
缺點:浸出溶液雜質(zhì)含量高,后續(xù)的凈化負(fù)荷量重、技術(shù)難度大,以及大量使用硫酸,對設(shè)備的防腐蝕性能要求很高。
硫酸法提鋰工藝流程:
硫酸法處理鋰礦石需要預(yù)先將鋰礦石高溫焙燒,使其結(jié)構(gòu)由致密變?yōu)槭杷?,再?jīng)球磨后與過量硫酸混合,在回轉(zhuǎn)爐中250℃下焙燒溶解,水浸后得粗硫酸鋰溶液,經(jīng)凈化、沉鋰、蒸發(fā)濃縮后獲得碳酸鋰產(chǎn)品。
3、硫酸鹽法
優(yōu)點:焙燒時間和浸出時間短,浸出液鋰濃度高、蒸發(fā)量小、能耗低等。
缺點:鉀鹽消耗量很大,對焙燒溫度的要求十分嚴(yán)格。
硫酸鹽法提鋰工藝流程:
硫酸鹽法常用于處理硅酸鹽礦物,但用于鋰礦石提取鋰時,需要經(jīng)過鋰礦石與硫酸鉀(鈉)混合配料、造球、高溫焙燒,將礦石中的鋰置換成可溶性的硫酸鋰,經(jīng)稀硫酸浸出,浸出液經(jīng)凈化、沉淀獲得碳酸鋰。
4、氯化焙燒法
優(yōu)點:鋰轉(zhuǎn)化率高,能耗低,焙燒時間短,鋰、鉀等有價金屬回收率高,浸出液鋰濃度高等。
缺點:焙燒過程對設(shè)備防腐要求較高,后期釆用碳酸鈉沉鋰,大大增加了成本。
中溫氯化焙燒法提鋰工藝流程:
氯化焙燒法主要是采用氯化劑(氯化鈣)使鋰礦石中的鋰及其他有價金屬轉(zhuǎn)化為氯化物,分為中溫氯化和高溫氯化兩種工藝。
5、壓煮法
優(yōu)點:流程較短、成本較低
缺點:對工藝條件及礦物種類的要求較為苛刻
純堿壓煮法工藝流程:
與硫酸法類似,壓煮法處理鋰礦石也需要預(yù)先對鋰礦石進(jìn)行轉(zhuǎn)型或脫氟焙燒,再將焙燒礦與一定量的Na2CO3混合均勻,在200℃和加壓條件下(0.2~2MPa)處理,利用Na置換出Li;然后往水浸料漿中通入CO2,使碳酸鋰轉(zhuǎn)化為溶解度較大的LiHCO3;分離殘渣后加熱溶液,析出碳酸鋰產(chǎn)品。
五、鋰輝石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
注:
(1)該標(biāo)準(zhǔn)適用于經(jīng)手選和浮選所獲取的鋰輝石精礦,供提取鋰及其化合物等用。
(2)按化學(xué)成分鋰輝石精礦分為四級,以干礦品位計算。
(3)精礦中水分不得大于8%。
(4)精礦中不得混入外來夾雜物。
六、鋰云母精礦質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
注:
(1)該標(biāo)準(zhǔn)適用于經(jīng)過選別富集而獲得的鋰云母精礦,供提取鋰及其化合物和玻璃、陶瓷工業(yè)用。
(2)按化學(xué)成分分為五級,以干礦品位計算。
(3)精礦水分不得大于10%。
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