鋰云母提鋰工藝及工業化應注意的問題

南 天，南進喜，吳進方，劉劍葉，南東東，曾小毛

（江西南氏鋰電新材料有限公司，江西 萬載 336100）

隨著現階段我國新能源行業的不斷發展，鋰產品方面的應用面臨著更高的需求，為了提供較為充分的鋰資源，必然需要重點圍繞著提鋰工藝進行深入研究。在提鋰工藝的應用中，主要的原材料有鋰輝石以及鋰云母，其中鋰輝石在我國的含量并不高，需要依賴于大量進口，而我國在鋰云母方面卻相對較為豐富。基于此，針對鋰云母提鋰工藝進行創新研究極為必要，為了較好提升鋰云母提鋰工業化生產水平，往往需要首先著眼于具體提鋰工藝進行深入對比分析，結合不同情況優選提鋰工藝。

1 鋰云母提鋰工藝

1.1 硫酸法

在鋰云母中進行提鋰可以借助于硫酸法，具體可以利用硫酸浸出法或者是硫酸焙燒浸漬法處理。其中硫酸浸出法主要是針對鋰云母利用硫酸進行充分浸泡，促使其能夠直接生成鋰，雖然該方法的應用不需要進行高溫焙燒處理，在生產過程中不會出現較高產能要求，但是伴隨著硫酸浸泡，同時還會出現大量鋁，后續再進行鋁和鋰的分離同樣也面臨較高難度，同時還會帶來嚴重的硫酸損耗，對于鋰云母的細度同樣也存在較高要求，并非適用于所用鋰云母材料。硫酸焙燒浸漬法的應用則主要是在應用硫酸材料的同時，借助于高溫焙燒方式，進一步提升鋰的提取率，雖然該方法的適用性較為理想，但是因為能耗損失過于嚴重，且對于焙燒要求比較苛刻，在當前逐步淘汰，轉而應用鹽焙燒法優化處理。在硫酸法的實際應用中，一般需要借助于55%濃度的硫酸針對150目作用的鋰云母進行處理，在反應中確保鋰云母和濃硫酸的質量比例為1：2，確保反應環境溫度在135℃，給予充分時間，就可以有效浸出鋰。在以往相關研究中，兩者反應9h后能夠達到96%以上的浸出率[1-3]。

1.2 硫酸鹽焙燒法

針對鋰云母提鋰中硫酸焙燒浸漬法應用中存在的缺陷和不足進行優化，硫酸鹽焙燒法的應用可以表現出更強應用價值，比如借助于硫酸鈉、硫酸鉀或者是硫酸鈣進行搭配應用，進而也就可以促使其和鋰云母混合后，高溫焙燒下可以形成較為理想的提鋰效果。在該反應中，高溫環境可以針對鋰云母的礦相結構進行有效改變，如此也就可以促使其中鋰離子能夠和這些硫酸鹽發生置換反應，形成硫酸鋰，最后再利用水針對硫酸鋰進行提取即可。結合這種硫酸鹽焙燒法的應用效果來看，其可以取得更為理想的適用效果，幾乎所有鋰云母都可以借助該方面進行提鋰處理，最終出現的硫酸鋰同樣也可以體現出較高的純度，不存在較多雜質。從整個生產反應流程中來看，其同樣也往往表現出了較高的便捷性，工藝相對簡單高效。但是在該方法的實際應用中，因為需要消耗較多的硫酸鉀溶液，同時還會伴隨著鉀污染問題，礦渣方面的處理難度比較大，對于鋰云母提鋰的經濟效益帶來了影響，對于周圍環境也容易形成嚴重污染。結合以往研究結果來看，將硫酸鹽和鋰云母按照9：20的比例進行配置，保持在900℃高溫下焙燒1h，可以促使鋰的浸出率達到95%以上。

1.3 石灰石燒結法

在鋰云母提鋰生產中，石灰石燒結法是相對而言較為成熟的重要工藝，其主要將鋰云母和石灰石進行有效混合，然后予以研磨，確保其能夠達到理想細度條件，然后也就可以在高溫下進行焙燒處理，以此得到含鋰溶液，最終達到提鋰目的。在石灰石燒結法的應用中，因為其工藝相對簡單，經濟效益往往比較高，鋰的浸出體系相對理想，對于設備的要求不高，不容易出現生產安全問題。但是在石灰石燒結法的應用中，同樣也存在著嚴重的浸出率較低的問題，對于石灰石的需求量往往也比較大，進而同樣也形成了大量的礦渣，能耗相對較高。一般而言，在含鋰達到4.5%的鋰云母應用石灰石燒結法進行處理時，往往最終只能達到62%～65%的浸出率，由此帶來的鋰浪費現象同樣也不容忽視。

1.4 氯化焙燒法

鋰云母提鋰生產中利用氯化物和鋰云母進行充分反應同樣也是重要手段，該方法的應用主要就是將鋰云母和氯化鈣或者氯化鈉進行有效混合，然后予以球磨處理，促使其在達到一定細度后高溫焙燒，最終同樣也可以得到含鋰溶液，達到提鋰目的。在氯化焙燒法的應用中，其和硫酸鹽焙燒法存在著一定相似之處，都借助于鋰離子的置換反應實現提鋰，一般可以細分為中溫焙燒和高溫焙燒兩種模式。其中中溫焙燒主要就是根據堿金屬氯化物的沸點進行充分分析，進而合理設置焙燒溫度，最終在水中浸出鋰；高溫焙燒則是要求相應溫度設置高于氯化物沸點，如此也就可以促使堿金屬氯化物可以被氣化，達到較為理想的分離效果。綠化焙燒法的應用可以取得較為理想的鋰轉化率，堿金屬的回收率同樣也可以得到較好保障，不會出現大量廢渣，同樣也不會消耗較長時間；但是在該方法的具體應用中，往往對于設備儀器提出了較高的要求，很容易產生腐蝕現象，需要切實做好防腐工作。在以往相關研究中，借助于氯氣來替代氯化物同樣也可以取得理想提鋰效果，在溫度達到1000℃以上時，可以實現完全氯化處理，提鋰效果更強，浸出率更高。

1.5 食鹽壓煮法

鋰云母提鋰借助于食鹽壓煮法同樣也是常用手段，其主要是首先針對鋰云母進行焙燒處理，確保其形成脫氟效果，在脫氟處理后，進而也就可以將其和食鹽進行有效配比，然后在高于200℃的溫度以及0.2MPa～2MPa的壓力下進行充分反應，促使鋰離子能夠和食鹽中的鈉離子發生置換反應，最終形成鋰的浸出效果。在食鹽壓煮法的生產應用中，往往存在著較為明顯的優勢，最終鋰的浸出率相對比較高，同時還不會產生大量渣滓，整體流程相對高效，不存在過于復雜的環節，后續沉鋰等工藝同樣也不存在較高難度。但是在實際應用中也存在著一些缺陷需要予以解決，比如該工藝流程對于設備往往提出了較高要求，雖然鈦鉬鎳設備可以形成一定應用效益，但是長期應用依然難以滿足工業化生產需求，設備方面的投入度往往會比較大；在前期脫氟焙燒處理中，往往也會對于環境帶來嚴重污染，后續出現的氯離子渣滓也可能帶來環境污染問題；在整個生產過程中雖然流程較為簡單，但是依然會出現較高的安全隱患，尤其是在高壓反應環節，需要引起高度重視。在以往相關研究中，在將鋰云母脫氟球磨到180目后，設置溫度在200℃，壓力設置為2MPa，反應2h后，可以確保鋰浸出率達到94%。

2 鋰云母提鋰工業化應注意的問題

2.1 經濟性問題

在鋰云母提鋰工業化生產中，各個企業應該首先關注于經濟性問題，保障自身能夠借助于相應提鋰工藝獲得較高的經濟效益，對比分析各個提鋰工藝的引入效果，做好全方位衡量評估工作。一方面，工業化生產需要考慮到最終鋰浸出率，在提升鋰產量的基礎上提高經濟效益；另外一方面，還需要充分考慮到前期提鋰工藝應用中需要的資金投入量，尤其是對于設備以及原材料的應用，更是需要從經濟層面分析。

2.2 環境污染問題

未來鋰云母提鋰工業化生產中往往還需要充分圍繞著整個工業流程進行全面分析，研究其是否存在嚴重的環境污染問題，進而尋求較為適宜的防控策略。比如對于食鹽壓煮法的應用，前期脫氟處理就回帶來大氣污染問題，如此也就需要予以切實防控，避免氟的隨意排放；針對后續提鋰工業化生產出現的大量渣滓同樣也需要進行充分關注，研究這些渣滓存在的環境污染因素，避免隨意進行堆放處理，對于各個污染問題應該及時借助必要技術予以解決和凈化[4-6]。

3 結束語

鋰云母提鋰是當前比較常用的提鋰方式，在當前不斷研究和實踐下，出現了較多的提鋰工藝，這些提鋰工藝在實際應用中各有優劣，需要結合不同提鋰需求進行恰當選擇，尤其是在工業化生產過程中，更是需要多角度對比分析，以求更好優化提鋰效果。