鋰云母提取碳酸鋰工藝

山東瑞福鋰業(yè)有限公司，是全球第一家也是唯一一家同時(shí)具備鋰輝石與鋰云母提取制備鋰電池正極原材料——電池級(jí)碳酸鋰和電池級(jí)氫氧化鋰的新能源國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)。是泰安市、肥城市重點(diǎn)培植的“三強(qiáng)”企業(yè)。是中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)團(tuán)體會(huì)員單位、中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)鋰業(yè)分會(huì)理事單位。公司成立于2010年11月，注冊(cè)資本9800萬(wàn)元，主營(yíng)電池級(jí)碳酸鋰、工業(yè)級(jí)碳酸鋰，無(wú)水硫酸鈉、硅鋁粉等系列產(chǎn)品。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)鋰電池正極材料行業(yè)。公司先后與國(guó)內(nèi)知名的當(dāng)升科技、天津巴莫等81家新能源企業(yè)建立起了深度合作關(guān)系，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)強(qiáng)，行業(yè)地位高。

鋰云母制備碳酸鋰的流程圖

鋰云母精礦中Li2O含量低于2.0~3.5%才有生產(chǎn)價(jià)值。

鋰云母中 Li2O 含量低，因此單耗更大。一般鋰輝石精礦中 Li2O 含量通常為 5.0~6.0%，而鋰云母精礦中 Li2O 含量通常為 2.0～3.5%。也正是如此，通常約 7.8 噸鋰輝石精礦（按 6.0%品位計(jì)算）可以生產(chǎn) 1 噸碳酸鋰，而需要約 18-19 噸鋰云母精礦（按品位 3.0%計(jì)算）才能生產(chǎn) 1 噸碳酸鋰，若品位更低單耗還會(huì)進(jìn)一步上升。

鋰云母成分分析

鋰云母又稱“鱗云母”,成分為KLi1.5Al1.5〔AlSi3O10〕 (F,OH)2,含Li2O為1.23—5.90%,常含銣、銫等。

鋰云母提煉碳酸鋰成本

一、鋰輝石礦，鋰礦是伴生礦，品位一般只有1.5左右，2以上就是非常好的礦了，開(kāi)采難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于煤那樣的礦，鋰輝石礦主要在澳洲，平均需要7年左右，而碳酸鋰的價(jià)格2021年初才開(kāi)始漲，之前大部分礦企都是虧的，就算礦企2021年初開(kāi)始投資啟動(dòng)新礦，2028年左右才能有供給，目前能夠較快提供供給的只有少部分過(guò)去因?yàn)槌杀靖咛潛p停工的礦，但增量有限。

鋰云母，品位只有0.3-0.5%，要150萬(wàn)噸原礦才產(chǎn)一噸碳酸鋰。在中國(guó)鋰都的江特電機(jī)開(kāi)采了8年，現(xiàn)在2021年的自產(chǎn)礦不到一萬(wàn)噸。二萬(wàn)噸的開(kāi)采還在報(bào)批中。

    二、  鹽湖鋰，因?yàn)槊總€(gè)鹽湖的狀況差異，不像鋰輝石礦開(kāi)采技術(shù)相對(duì)穩(wěn)定成熟，每個(gè)鹽湖的提取技術(shù)都有差異，很難有標(biāo)準(zhǔn)的成熟技術(shù)快速?gòu)?fù)制

鋰云母提鋰技術(shù)工藝

提鋰時(shí)鋰云母和鋰輝石提鋰成本比較，鋰云母提鋰的成本要高于鋰輝石提鋰成本，鹽湖提鋰成本最低。但鋰云母含鋰量高。

鋰云母礦石

云母是云母族礦物的統(tǒng)稱，是鉀、鋁、鎂、鐵、鋰等金屬的鋁硅酸鹽，都是層狀結(jié)構(gòu)，單斜晶系。晶體呈假六方片狀或板狀，偶見(jiàn)柱狀。層狀解理非常完全，有玻璃光澤，薄片具有彈性。云母的折射率隨鐵的含量增高而相應(yīng)增高，可由低正突起至中正突起。不含鐵的變種，薄片中無(wú)色，含鐵愈高時(shí)，顏色愈深，同時(shí)多色性和吸收性增強(qiáng)。

云母礦主要包括有黑云母、金云母、白云母、鋰云母、絹云母、綠云母、鐵鋰云母等，砂金石是云母和石英的混合礦物。工業(yè)上應(yīng)用最多的是白云母和金云母，鋰云母是提煉鋰的重要礦物原料。

云母族礦物按照化學(xué)成分和光性特征可分為三個(gè)亞族，包括白云母亞族、黑云母-金云母亞族、鋰云母亞族。

云母礦廣泛存在于亞洲、非洲和美洲，但在歐洲很少，直到19世紀(jì)，云母在歐洲的價(jià)值還非常高，隨著殖民者在非洲和南美開(kāi)采云母，價(jià)格迅速低落。

云母塊云母具有非常高的絕緣、絕熱性能，化學(xué)穩(wěn)定性好，具有抗強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和抗壓能力，所以是制造電氣設(shè)備的重要原材料，因此也能做為吹風(fēng)機(jī)內(nèi)的絕緣材料。云母同時(shí)具有雙折射能力，所以也是制造偏振光片的光學(xué)儀器材料。用于電氣工業(yè)的云母開(kāi)采，必須是有效面積大于4平方厘米的云母塊，并且無(wú)裂縫、穿孔，邊緣上非云母礦物不得超過(guò)3毫米。云母開(kāi)采后根據(jù)有效面積將品質(zhì)分為4類，最好的特類面積要大于65平方厘米。

在工業(yè)上用得最多的是白云母，其次為金云母，廣泛應(yīng)用于建材行業(yè)、消防行業(yè)、滅火劑、電焊條、塑料、電絕緣、造紙、瀝青紙、橡膠、珠光顏料等化工工業(yè)。

鋰云母提鋰技術(shù)及流程

目前提鋰的主要方法有浮選法、磁選法、重選法、手選法、裂解法和聯(lián)合選礦法。

鋰浮選工藝

浮選是分離鋰礦石的主要方法之一。任何具有工業(yè)價(jià)值的鋰礦都可以采用浮選法，尤其是細(xì)粒浸染型鋰礦。

鋰礦浮選主要受礦石性質(zhì)、磨礦細(xì)度、攪拌操作、調(diào)節(jié)劑配比和水硬度等因素的影響。對(duì)于表面未受污染的鋰礦，用油酸和皂劑很容易浮選，浮選礦漿的最適pH值接近中性弱堿性。

常用的鋰礦浮選設(shè)備有XCF浮選機(jī)、KYF浮選機(jī)、JJF浮選機(jī)、SF浮選機(jī)和粗顆粒浮選機(jī)等，可滿足各種大、中、小型鋰礦石提取廠。

鋰磁分離過(guò)程

鋰礦磁選主要用于去除鋰精礦中的含鐵雜質(zhì)。一般含磁鐵礦的鋰礦主要為鋰云母和鋰輝石，磁性較弱。因此，可以通過(guò)強(qiáng)磁選技術(shù)去除含鐵礦物，提高鋰輝石的產(chǎn)品質(zhì)量。在鋰選廠中，磁選通常與浮選和重選相結(jié)合，形成聯(lián)合選礦工藝。

鋰礦磁選常用設(shè)備有永磁滾筒磁選機(jī)、高梯度磁選機(jī)、偏心布局旋轉(zhuǎn)干式磁選機(jī)等，可滿足各種干濕環(huán)境的磁選。

鋰重力分離過(guò)程

重力分選是根據(jù)鋰輝石與脈石礦石的密度差，多用于粒度較粗的鋰輝石的分選。通常，當(dāng)鋰輝石與脈石（石英、長(zhǎng)石、黑云母等）的密度差大于0.2～0.5g/cm3時(shí)，可采用振動(dòng)臺(tái)或跳汰機(jī)分離。當(dāng)密度差小于0.2~0.5g/cm3時(shí)，可采用重懸法。洗滌脫泥后的鋰礦物與重介質(zhì)混合后，送入壓力為0.05-0.20Mpa的重介質(zhì)旋流器中進(jìn)行分離。

鋰重選常用的設(shè)備有振動(dòng)臺(tái)、跳汰機(jī)、重介旋流器等。

鋰云母生產(chǎn)碳酸鋰工藝

微溶于水。

鋰云母又稱"鱗云母"，常含銣、銫等，單斜晶系；常呈細(xì)鱗片狀集合體，淡紫色，有時(shí)黃綠色，玻璃光澤，主要見(jiàn)于偉晶巖中，也見(jiàn)于云英巖和高溫?zé)嵋好}中，是提取鋰的礦物原料；而碳酸鋰，是一種無(wú)機(jī)化合物，溶于稀酸，微溶于水，在冷水中溶解度較熱水下大；不溶于醇及丙酮，可用于制陶瓷、藥物、催化劑等；常用的鋰離子電池原料。

鋰云母煅燒提鋰原理

鋰渣的用途：

1.鋰渣代替粘土作立窯煅燒料：鋰渣代替部分粘土質(zhì)原料配料后，由于鋰渣有較強(qiáng)吸附性、粘結(jié)性，易成球，料球表面光滑且料球強(qiáng)度高，成球合格率由原先的約45%提高到70%，為立窯鍛燒優(yōu)質(zhì)熟料奠定了基礎(chǔ)。

同時(shí)生料中加人一 定量鋰渣后(3% ) ,生料易燒性得到明顯改善，上火速度加快，基本無(wú)粘邊、結(jié)大塊現(xiàn)象，不僅提高 了熟料質(zhì)量而且機(jī)立窯臺(tái)產(chǎn)由原先的5t/h 提高到6t/h左右

2.鋰渣作水泥摻合料：多數(shù)水泥廠只把鋰渣當(dāng)作混合材使用，摻入量很少。若能利用出窯熟料的余熱來(lái)烘干鋰渣，一方面可以解決鋰渣水分大、烘干難的問(wèn)題;另一面能充分利用出窯熟料的顆粒多、起灰小的特點(diǎn)，防止鋰渣在摻入過(guò)程中起灰揚(yáng)塵，污染環(huán)境。某水泥廠經(jīng)過(guò)多年的試驗(yàn)研究，成功實(shí)現(xiàn)了在 φ4. 0mX 80m余熱發(fā)電中空窯的出窯熟料中摻入鋰渣穩(wěn)定生產(chǎn)通用硅酸鹽水泥。

3.鋰渣作速凝劑的原料：我國(guó)某研究所從八十年代初研究早強(qiáng)噴射混凝土及早強(qiáng)砂漿錨桿，在硫鋁酸鹽早強(qiáng)水泥中使用鋰渣制成的速凝劑，效果很好。在鐵路隧道、礦山井巷及其他地下工程中已大量采用噴射混凝土技術(shù)。它與傳統(tǒng)的隧道支護(hù)方式比較，可 節(jié)省模板和支撐料，改善勞動(dòng)條件，減薄襯砌厚度，從而加速施工進(jìn)度，降低工程造價(jià)。加鋰渣制取的速凝劑用于早強(qiáng)噴射混凝土，不僅解決了上述問(wèn)題，而且與國(guó)外研制的早強(qiáng)噴射混凝土相比，工藝上不需要特殊要求，不必改變傳統(tǒng)干噴工藝和機(jī)具，簡(jiǎn)化了施工作業(yè)，仍能達(dá)到良好的效果。

4.鋰渣作生產(chǎn)陶瓷釉面磚的原料：由新疆建筑材料研究所和新疆建材陶瓷廠共同完成的“酸性鋰渣在陶瓷釉面磚中的應(yīng)用研究”表明: 酸性鋰渣的化學(xué)成分與釉面磚坯料成分接近，其主要礦物組成為葉臘石、珍珠云母、 硫方石英，是適 合陶瓷生產(chǎn)的硅酸鹽礦物。同時(shí)酸性鋰渣中含有0.3%~0.5%的氧化鋰， 因此， 從技術(shù)角度看， 酸性鋰渣可以代替部分高級(jí)陶瓷原料，用于釉面磚生產(chǎn)， 同時(shí)實(shí)現(xiàn)低溫快燒。

5.鋰渣作氟石膏鋰渣空心砂漿和砌塊的原料：氟石膏加適當(dāng)?shù)膿胶蟿?鋰渣)， 可直接當(dāng)作抹灰砂漿和砌筑砂漿使用，用氟石膏鋰渣砂漿代替石灰砂漿，每m3砂漿可降低材料費(fèi)12. 83元，不僅大幅度降低原材料費(fèi)，而且比石灰砂漿抹面的強(qiáng)度高、粘結(jié)力強(qiáng)、表而光滑細(xì)膩、無(wú)裂縫。同時(shí)還可用來(lái)制成空心砌塊，比同標(biāo)號(hào)的混凝土空心砌塊，可降低材料 費(fèi)35.42元/m。

6.鋰渣代替部分水泥配制混凝土：鋰渣加入到混凝土中可以吸收水泥水化產(chǎn)生的Ca(OH)p，發(fā)生二次反應(yīng)，填充空隙，減緩水泥水化熱，提高混凝土的強(qiáng)度，對(duì)抵抗大體積混凝土由溫度應(yīng)力的開(kāi)裂也是有利的。鋰渣具有優(yōu)良的可磨性，當(dāng)其細(xì)度為770比表時(shí)，其形貌與粉煤灰圓形顆粒形貌相差無(wú)幾，故鋰渣可起到“滾珠減阻”的效應(yīng)，鋰渣越細(xì)，其效應(yīng)越好。用鋰渣代替水泥制備混凝土，當(dāng)摻量和細(xì)度適宜時(shí)，能大大提高混凝土的強(qiáng)度，可以達(dá)到充分利用廢渣以及降低成本的目的。同時(shí)鋰渣的摻入會(huì)使混凝土形成細(xì)觀層次的自緊體系，降低水泥石的孔隙，減少有害空，增加凝膠孔的數(shù)量, 從而提高了抗凍性。

7.鋰渣在無(wú)骨灌漿料中的應(yīng)用：鋰渣粉對(duì)無(wú)骨灌漿料的初始流動(dòng)度基本沒(méi)有影響，因?yàn)殇囋酆退嗟谋缺矸e相差不大，不會(huì)因?yàn)榈V物組分的差異而引起較大的需水比變化，也就不會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)度的明顯變化。但鋰渣粉對(duì)無(wú)骨灌漿料30min的流動(dòng)度影響比較明顯。

云母鋰提取的難度

步驟一，將原礦與其重量0.02-0.06倍的碳酸氫鈉混合并且放置于設(shè)有微波層的汽爆罐內(nèi)進(jìn)行微波焙燒，原礦在530-680攝氏度保持1.5-3小時(shí)，然后通入蒸汽至汽爆罐內(nèi)的壓力為1.5-1.9mpa并且蒸汽爆破處理20-33分鐘，得到第一混合物；

步驟二，將第一混合物采用水淬降溫至65-80攝氏度，再加入其重量0.03-0.08倍的淀粉和松醇油的混合物，置于球磨機(jī)中進(jìn)行磨礦，磨礦后通過(guò)螺旋分級(jí)設(shè)備初步控制磨礦后的粒度分布，1mm以下的顆粒數(shù)量為70%以上，然后置于2.6-4.5kv的電場(chǎng)中25-40分鐘，得到第二混合物；

步驟三，將第二混合物與其重量0.6-0.8倍的水混合成漿液，然后向其中加入第一浮選藥劑并且攪拌均勻，每噸漿液中第一浮選藥劑的用量為1.2-1.7kg，第二浮選藥劑包括質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18-26%的鹽酸溶液、纖維素、丙三醇、十二烷基三甲基氯化銨和菠菜提取液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18-26%的鹽酸溶液、纖維素、丙三醇、十二烷基三甲基氯化銨和菠菜提取液的質(zhì)量之比為6-8.6:0.8-1.5:5-8:2.1-3.3:2.8-4，攪拌均勻后加入第一浮選機(jī)進(jìn)行浮選，排出尾砂，得到第三混合物；