1317-64-2
1317-64-2 結(jié)構(gòu)式
常見問題列表
概述
鋰云母，又稱“鱗云母”，成分為KLi1.5Al1.5(AlSi3O10)，是鉀和鋰的基性鋁硅酸鹽，主要見于偉晶巖中，也見于云英巖和高溫?zé)嵋好}中，是提取鋰的礦物原料，若含有銣、銫時(shí)可綜合利用。 可做玻璃原料。用于陶瓷，能起熔劑作用。從鋰云母中提取的鋰具有廣泛的用途，一方面是氫彈、火箭、核潛艇和新型噴氣飛機(jī)的重要燃料；另一方面，在原子反應(yīng)堆中可作控制棒，軍事上用作信號彈、照明彈的紅色發(fā)光劑和飛機(jī)用的稠潤滑劑，冶金上以鋰制輕質(zhì)合金和用于金屬制品的純凈劑。理化性質(zhì)
鋰云母（Lepidolite）一詞源于希臘詞Lepidos(鱗片)，意指該礦物常呈鱗片狀集合體產(chǎn)出。中文名稱則是因?yàn)榈V物化學(xué)成分含鋰。含氧化鋰1.23%～5.90%。單斜晶系，a=5.3，b=9.2，c=10.2，β=100°。 對稱型m或2/m；晶體為假六方板狀，通常呈細(xì)鱗片狀集合體。一般為淺紫色，玻璃光澤，解理平行{001}極完全，硬度2～3，相對密度2.8～2.9。含鋰礦物150多種，而獨(dú)立的鋰礦物僅30多種，最主要的是鋰輝石(spodumene)，其次是鋰云母等。氧化鋰的工業(yè)品位不少于0.6-0.7%。中國西北及西南等地產(chǎn)鋰輝石及鋰云母偉晶巖礦床。我國新疆產(chǎn)出的“丁香紫”也是鋰云母。質(zhì)地細(xì)膩的集合體用作雕刻及裝飾材料。
提取方法
1.提取鋰(1)石灰石燒結(jié)法
石灰石燒結(jié)法是最成熟的方法，這個方法的優(yōu)點(diǎn)比較突出：（1）浸出流程短。只有一種渣，洗滌工藝單純，比較容易選擇大型洗滌設(shè)備。（2）浸出體系好，是堿性體系，設(shè)備腐蝕小。（3）氫氧化鋰的分離工藝簡單，鉀、銣、銫的產(chǎn)出率高。這種體系也為鉀、銣、銫的分離帶來了方便。 這個方法的缺點(diǎn)：（1）收率低，用含4.5% 以上的鋰云母為原料進(jìn)行生產(chǎn)，鋰的收率只有62% ～ 65%。（2）渣量大，1 噸單水氫氧化鋰干渣達(dá)40 噸以上。（3）渣難以利用。（4）能耗高。焙燒物料量大，浸出液中氧化鋰的濃度低（4g/l）左右。（5）投資應(yīng)該是比較大。
(2)硫酸鹽焙燒法
這個方法的優(yōu)點(diǎn)是：（1）渣量比石灰石燒結(jié)法少，報(bào)告上說是相當(dāng)于石灰石燒結(jié)法的三分之一，從筆者的研究經(jīng)驗(yàn)來說渣量應(yīng)該比報(bào)告中的大一些，可能為五分之二左右。（2）收率高，氧化鋰的回收率達(dá)到84.1%，這個數(shù)據(jù)更值得懷疑，估計(jì)收率最高不會超過75%。（3）能耗低，報(bào)告上說相當(dāng)于石灰石燒結(jié)法的三分之一。這個工藝的不足也是顯然的：（1）使用了價(jià)格昂貴的硫酸鉀，報(bào)告上說1 噸碳酸鋰產(chǎn)品用硫酸鉀1噸。（2）因?yàn)槭褂昧?.1～0.5M 濃度的硫酸去對渣進(jìn)行洗滌，這就使得渣量大大增大，特別是這個體系是硫酸鹽體系，并且鋰云母成分復(fù)雜，導(dǎo)致除雜流程很長。（3）鋰云母中價(jià)格昂貴的鉀、銣、銫均未得到。（4）渣的可利用性還是一個未知數(shù)。這種方法筆者沒有做驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。（5）燒窯的過程中有結(jié)圈現(xiàn)象。
(3)食鹽壓煮法
這個方法的優(yōu)點(diǎn)突出：（1）流程很短?；旧虾褪覠Y(jié)法的流程差不多。（2）渣量很少，只有不到石灰石法渣量的三分之一。（3）鋰的收率高，報(bào)告上說鋰的收率是84.34%（4）鉀的浸出率達(dá)到80%，銣的浸出率可能在20% 以上。（5）后續(xù)沉鋰等工序和贛鋒現(xiàn)有工序可對接。（6）贛鋒鹵水生產(chǎn)碳酸鋰和氯化鋰時(shí)可副產(chǎn)一定量的氯化鈉。這個方法的缺點(diǎn)也非常明顯：（1）因?yàn)闋可娴铰然矬w系，所以設(shè)備選型困難，報(bào)告上說鈦鉬鎳設(shè)備可行，筆者認(rèn)為還應(yīng)該再做一些考察。（2）浸出需要200℃的溫度，10 千克以上的壓力，另外又是氯化物體系，所以設(shè)備投資會很大。（3）渣中含有氯離子。（4）因?yàn)橐摲簾h(huán)保有壓力。（5）因?yàn)槭锹然矬w系，且是高壓反應(yīng)，存在安全隱患。筆者驗(yàn)證了這個實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)鋰的浸出率按不溶鋰算是90% 左右。
(4)硫酸鈉壓煮法
原理都是鈉和脫氟鋰云母中的鋰、鉀、銣、銫的置換反應(yīng)。但兩個體系具有很大的差別，一個是氯化物體系，一個是硫酸鹽體系。相對來說氯化物體系物質(zhì)分離比較容易，而硫酸鹽體系物質(zhì)分離則比較困難，分離流程更長。并且硫酸鹽體系中存在硫酸鉀和硫酸鈉會形成復(fù)鹽的問題，導(dǎo)致了硫酸鈉和硫酸鉀分離的困難。因?yàn)橐彩且獙︿囋颇该摲簾?，環(huán)保同樣是有壓力的。起初筆者認(rèn)為硫酸鹽體系設(shè)備沒有腐蝕問題，后來發(fā)現(xiàn)實(shí)際上因?yàn)榱蛩徕c國標(biāo)中氯是有一定含量的，加上累加效應(yīng)，所以這種方法還是必須考慮氯離子的腐蝕問題，設(shè)備投資依然巨大。這種渣因?yàn)槁入x子含量比較少，所以可利用性會好一些。
(5)石灰壓煮法
石灰壓煮法是中南工業(yè)大學(xué)研究的一個處理宜春鋰云母的方法，這個方法的優(yōu)點(diǎn)：（1）體系為堿性體系，直接得到氫氧化鋰。（2）原材料便宜, 主要是石灰乳。（3）壓煮壓力不高，4 千克左右的壓力。（4）渣量只有石灰石法的一半左右。這個方法的缺點(diǎn)是：（1）因?yàn)橛袣埩羰胰椋倪^濾性能不很好。（2）渣的可利用性不清楚。（3）鋰云母先要脫氟焙燒，環(huán)保有壓力。
(6)硫酸焙燒法
這個方法的優(yōu)點(diǎn)也很明顯：（1）這個方法所用的設(shè)備可以和鋰輝石硫酸法對接。這是這個方法的最大優(yōu)點(diǎn)。（2）這個方法渣量比較少，但因?yàn)樗峄簾臍埶嵩谒r(shí)進(jìn)行了濕法反應(yīng)，所以實(shí)際上渣量比預(yù)想的要多。（3）能耗也不太高。缺點(diǎn)：收率比較低，因?yàn)楣P者用氧化鋰含量不到4%的鋰云母，鋰的浸出率只有75%左右，當(dāng)然筆者是靜態(tài)脫氟焙燒和靜態(tài)硫酸酸化焙燒，可能在動態(tài)下結(jié)果會好些。另外脫氟焙燒和酸化焙燒兩個過程都會帶來環(huán)保壓力。
(7)硫酸法
這個方法的優(yōu)點(diǎn)是（1）鋰、鉀、銣、銫的浸出率都很高。（2）因?yàn)槭∪チ吮簾に?，?jié)省了這一塊很大的投資。（3）這個方法沒有高溫焙燒過程，并且鋰的濃度高，所以這種方法的能耗可能是所有這些方法中最低的。但這種方法也有明顯的缺點(diǎn)：（1）流程很長，這為工程化和設(shè)備選擇帶來了很大的困難。（2）硫酸用量大，殘酸量大，并且硫酸的價(jià)格波動大。（3）因?yàn)槭菑?qiáng)酸性環(huán)境，所以設(shè)備的耐腐蝕性是個問題。（4）除鋁這一步是很困難的，用碳酸鈣除鋁渣量大，用碳酸鈉除鋁渣量是用碳酸鈣除鋁渣量的四分之一，但用碳酸鈉除鋁因?yàn)樯闪撕嚨姆X酸鹽，總的來說，這一步鋰的損失很大（要大于10%），并且這一步渣難以利用。（5）混合礬的處理也還沒有一個好的辦法。（6）如果采用壓煮，則安全性是個問題。（7）如果要磨，則會碰到鋰云母難以磨碎的大問題。
(8)氯化焙燒法
該方法的優(yōu)點(diǎn)是：（1）安全性比氯化鈉壓浸法好。（2）從報(bào)告中看銣銫浸出率達(dá)到了50%～60%。（3）報(bào)告中沒有提及渣量，但因?yàn)橥度氲氖沂?，所以渣量?yīng)該比石灰石燒結(jié)法少很多。缺點(diǎn)：（1）要使用到氯化鈣。（2）可能有報(bào)告中提及的燒窯時(shí)出現(xiàn)結(jié)圈現(xiàn)象，操作起來有一定的困難。（3）因?yàn)槭锹然矬w系，腐蝕問題是必須考慮的。
圖1為鋰云母氯化鈉壓浸法及資源綜合利用工藝流程圖
圖2為光鹵石銣銫提取技術(shù)工藝流程圖
應(yīng)用
可做玻璃原料。用于陶瓷，能起熔劑作用。鋰是最輕的金屬，比重0.534，它能生產(chǎn)熱核所需的鋰-6，是氫彈、火箭、核潛艇和新型噴氣飛機(jī)的重要燃料。鋰能吸收中子，在原子反應(yīng)堆中作控制棒，軍事上用作信號彈、照明彈的紅色發(fā)光劑和飛機(jī)用的稠潤滑劑。冶金上以鋰制輕質(zhì)合金和用于金屬制品的純凈劑。
以上關(guān)于鋰云母的理化性質(zhì)，提取方法等信息由Chemicalbook的丁編輯整理。
主要參考資料
[1]馬世昌 主編.化學(xué)物質(zhì)辭典.西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社.1999.第764頁.[2]鄧綬林 主編.地學(xué)辭典.石家莊：河北教育出版社.1992.第519頁.
[3]李良彬等.鋰云母提鋰工藝及工業(yè)化應(yīng)注意的問題.世界有色金屬.2014.8.