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锂矿石蕴藏商机_选矿工艺_设备清单

锂矿石
2022-12-1
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  一、含锂主要矿物

  已知锂矿物和含锂矿物有150多种,常见的有20多种,主要矿物如下:

  1、锂辉石:氧化锂5.8-8.1%、氧化铷1.51-3.80%、氧化铯0.02-1.082%;

  2、锂云母:氧化锂3.2-6.45%、氧化铷0.002-0.007%、氧化铯0.002-0.008%;

  3、锂磷铝石:氧化锂7.1-10.1%;

  4、透锂长石:氧化锂2.9-4.8%;

  5、铁锂云母:氧化锂1.1-5%、氧化铷1.22-2.05%、氧化铯0.02-0.22%。

  二、锂矿石背后蕴藏的巨大商机

  碳酸锂和氢氧化锂是用作新能源电池的主要原材料。随着新能源汽车行业的蓬勃发展,对于电池的需求量也暴涨,随之而来的就是原材料的涨价。碳酸锂的价格从去年的几万元一吨涨到目前一吨已经超过了50万元,涨价的背后也蕴藏着商机。目前越来越多的人想要涉足新能源材料行业,然而锂电池材料是由锂矿石或者盐湖卤水中提炼出来的,这就需要了解碳酸锂制备的一系列工艺。

锂矿石专用颚式破碎机

锂矿石专用反击式破碎机

  三、为什么进行锂矿石破碎?

  碳酸锂的提取工艺分为矿石提取和盐湖卤水提取两大类。矿石提取工艺成熟,但耗能高、污染重、成本高;盐湖卤水提锂的优势在于,碳酸锂含量高和成本低,但技术难度高,尤其是电池级碳酸锂的提纯。目前国内生产还是以矿石提锂为主。

锂矿石专用圆锥式破碎机

  要加工碳酸锂,首先需要对锂矿石进行破碎、磨粉、选矿等工序。在这个加工的过程中我们使用到的设备主要包括振动给料机、鄂式破碎机、圆锥破碎机、振动筛等。振动给料机对锂矿石进行粗筛分,把状、颗粒状物料从贮料仓中均匀、定时、连续地均匀地喂料到鄂式破碎机中。鄂式破碎机对锂矿石进行粗破,粗破后的物料由胶带输送机送入到圆锥破进行进一步破碎。颚式破碎机在整条锂矿石浮选生产线中起着至关重要的作用。

锂矿石专用振动筛

锂矿石专用给料机

  破碎好的锂矿石就可以送入磨粉机进行磨细和选矿了。在磨粉环节选用的设备直接影响到后续制备碳酸锂的效率,我们要选用LM立式磨进行磨粉,可以达到选矿提炼碳酸锂的要求。LM立式磨设备环保、投资运行成本较低、操作简便运行可靠、更主要的加工出来的细粉产品质量稳定,符合后续工艺要求。

  破磨选矿之后得到的锂精矿,再经一系列化学方法就能够得到碳酸锂成品。

  四、锂矿的提取

  目前,自然界常见的含锂矿石主要有:锂辉石、锂云母、透锂长石、锂瓷石等,通常采用的提取方法有石灰石法、硫酸法、硫酸盐法、氯化物法和压煮法等。

  1、石灰石焙烧法

  优点:实用性很强,几乎可用于所有锂矿物,缺点是浸出液中锂含量低,蒸发能耗大,锂回收率较低。

  石灰石焙烧法工艺流程:

  石灰石煅烧法是将锂云母与石灰石混合(一般质量比1:3),充分研磨后在800℃以上温度下焙烧,使含锂矿石晶型转变,锂云母中难溶性的锂盐转变为易溶于水的锂盐

  2、硫酸法

  优点:能源消耗量低、物料流通量小、生产效率高的特点,特别是液固相易混合均匀、浸出液锂浓度高以及锂、钾的回收率高等。

  缺点:浸出溶液杂质含量高,后续的净化负荷量重、技术难度大,以及大量使用硫酸,对设备的防腐蚀性能要求很高。

  硫酸法提锂工艺流程:

  硫酸法处理锂矿石需要预先将锂矿石高温焙烧,使其结构由致密变为疏松,再经球磨后与过量硫酸混合,在回转炉中250℃下焙烧溶解,水浸后得粗硫酸锂溶液,经净化、沉锂、蒸发浓缩后获得碳酸锂产品。

  3、硫酸盐法

  优点:焙烧时间和浸出时间短,浸出液锂浓度高、蒸发量小、能耗低等。

  缺点:钾盐消耗量很大,对焙烧温度的要求十分严格。

  硫酸盐法提锂工艺流程:

  硫酸盐法常用于处理硅酸盐矿物,但用于锂矿石提取锂时,需要经过锂矿石与硫酸钾(钠)混合配料、造球、高温焙烧,将矿石中的锂置换成可溶性的硫酸锂,经稀硫酸浸出,浸出液经净化、沉淀获得碳酸锂。

  4、氯化焙烧法

  优点:锂转化率高,能耗低,焙烧时间短,锂、钾等有价金属回收率高,浸出液锂浓度高等。

  缺点:焙烧过程对设备防腐要求较高,后期釆用碳酸钠沉锂,大大增加了成本。

  中温氯化焙烧法提锂工艺流程:

  氯化焙烧法主要是采用氯化剂(氯化钙)使锂矿石中的锂及其他有价金属转化为氯化物,分为中温氯化和高温氯化两种工艺。

  5、压煮法

  优点:流程较短、成本较低

  缺点:对工艺条件及矿物种类的要求较为苛刻

  纯碱压煮法工艺流程:

  与硫酸法类似,压煮法处理锂矿石也需要预先对锂矿石进行转型或脱氟焙烧,再将焙烧矿与一定量的Na2CO3混合均匀,在200℃和加压条件下(0.2~2MPa)处理,利用Na置换出Li;然后往水浸料浆中通入CO2,使碳酸锂转化为溶解度较大的LiHCO3;分离残渣后加热溶液,析出碳酸锂产品。

  五、锂辉石质量标准

  注:

  (1)该标准适用于经手选和浮选所获取的锂辉石精矿,供提取锂及其化合物等用。

  (2)按化学成分锂辉石精矿分为四级,以干矿品位计算。

  (3)精矿中水分不得大于8%。

  (4)精矿中不得混入外来夹杂物。

  六、锂云母精矿质量标准

  注:

  (1)该标准适用于经过选别富集而获得的锂云母精矿,供提取锂及其化合物和玻璃、陶瓷工业用。

  (2)按化学成分分为五级,以干矿品位计算。

  (3)精矿水分不得大于10%。

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