锂云母、云母、硫酸 洗涤酸
水 含氟气体 回转炉反应
反应渣
氟硅酸 水浸出 , 液固分离
浸取渣
氨
电动车电池论坛降温结晶
产品 ：硅胶、胶、氟化铵化铵 、氟化锂化锂
结晶分离
中间产品 ：混合矾 石灰
石灰
除杂渣去浸取
除杂
液固分离 渣
碱浸
产品 ：氢氧化铝氧化铝 副产 ：石石膏膏
除钠母液去浸取 冷冻
母液
纯碱沉锂
萃取 产品 ：铷铯盐铯盐
浓缩
产品 ：芒硝
产品 ：碳酸锂酸锂
产品 ：硫酸钾酸钾
图 1 锂云母提锂及综合利用工艺流程
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锂云母提锂新工艺
刘绪凯 亓亮 姜信德 旷戈 | 文
在新能源领域，锂材料在高能蓄电 池的独特性能以及核电等领域的占有重 要地位，对于锂资源的开发提出了紧迫 的挑战。研究表明 ：每辆纯电动汽车的 锂电池需要折合碳酸锂 50 千克以上，我 国十年后，纯电动汽车电池所需碳酸锂 （50% 汽车应用，1000 万辆计算）每年就 需碳酸锂约 60 万吨，2010 年世界以碳 酸锂计算的锂盐产量仅约十多万吨。可 预计，锂原料的缺乏及价格高昂将对新 能源的发展带来瓶颈。锂虽号称“稀有 金属”，但在地壳中含量不算“稀有”， 地壳中约有 0.0065% 的 锂，丰度居第 二十七位。工业开发的锂资源目前主要
于新能源的发展的意义是显而易见的。 锂云母提锂技术路线的对比
相对于传统的提锂矿物锂辉石精
矿，锂云母中 L i 2O 含量仅 3.5% ～ - 4.0% 左右，但是，其还含有较丰富的 K 、 F 、Rb 、Cs 以及 Al 2O 3。如何综合利用锂 云母中的各种有价值的元素是这种低品 位的含锂矿物利用的关键。
对于含锂矿物的开发利用的方法 主要有 ：高温煅烧硫酸法，石灰石焙烧
法，其他还有硫酸盐法、氯化物法、压 力浸出法等。目前锂矿物资源的开发与 利用技术面临的突出的问题是 ：（1）锂 矿物提取中由于矿物锂含量低，需要先
高温煅烧，导致吨锂产品的生产过程
能耗高，生产过程的废渣多，生产成本 高。（2）矿物中其他成分没有有效利用， 仅提取矿物中的锂，其他几乎都进入废 渣中。锂云母由于相对于锂辉石含锂更 低，按以上各种工艺提取的成本都比较
高。因此，如何降低能耗与综合利用矿
分布在含锂矿物以及某些盐湖卤水中。 按现有工业开发的技术能力，南美洲盐 湖卤水提锂为主要获得
锂盐的途径，约 占可利用资源的 85%，含锂矿物占 15%。 矿石提锂技术由于成本、能耗与物耗较 高，面临降低成本的挑战。中国的卤水 锂
资源均处于高海拔，条件艰苦地区， 开发利用难度大。含锂矿物种类较多， 主要为锂辉石、锂云母和锂长石等，都 是伟晶岩矿床。锂辉石精矿中氧化锂含
量约 5.0% ～ 8.5% ；锂云母精矿中氧化 锂含量约 2.0% ～ 5.0%。世界范围 内， 工业矿物提锂
仅为锂辉石，矿物提取锂 主要在中国。由此，研
究低成本锂提取 技术对于拓展可利用的锂矿物资源、对
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济风险。
表 1 不同锂云母提取锂工艺的能耗、物耗对比
表 2 不同锂云母提取锂工艺综合利用情况对比
表 3 锂云母中各组成的提取利用率 本研究的技术几乎综合利用了锂云母矿
物各种成分开发高附加值的产品，而且 过程的能耗、物耗均比较低。
新工艺线路及特点
本研究首次提出氟化学法锂云母提 取锂及综合利用的新工艺路线，如图 1 所示。该工艺过程已在山东瑞福锂业实 现工业规模的生产，生产过程的各种元 素的利用率见表 3。
本项目技术工业化过程中，锂云母 在反应阶段的转化率可稳定达到大于等 于 97% 以上，目前生产中锂的总收率约 81% 左右，可与高品位的锂辉石精矿晶 型转换硫酸法提锂的传统工艺的锂综合 收率相媲美，其进一步提升锂收率的潜 力还很大。其具有如下的突出特点 ：（1） 综合能耗和物耗低。利用氟化学对于硅 氧化物结构独特的破坏特性，在相对较 低反应温度条件下，破坏矿物的致密晶 体结构，大大降低了提取过程中能源消 耗。（2）锂云母矿物中的锂、钾、钠、氟、 硅、铯、铷等均利用联产各种无机盐产 品，综合效益显著。（3）本技术路线采 用低品位锂矿石提锂的综合成本可与盐 湖提锂媲美，甚至更低。
总结
目前我国 70% 以上的锂资源需要从 国外进口，随着电动汽车对于锂材料的 爆发性增长，锂资源已上升为国家极其 重要的新能源、环境保护的战略资源。 山东瑞福锂业有限公司等单位开发的基 物中其他成分是锂矿物提取研究迫切的 任务。
在上世纪 90 年代前，盐湖提锂尚未 工业化时，锂云母曾经作为一个重要的 提锂的原料，在湖南以及江西进行过工 业提锂的生产。其采用的工艺技术路线 为石灰石法，并对许多技术路线开展深 入的研究。由于锂云母矿物的锂含量相 对锂辉石低 50%，而且成分极其复杂， 过程能耗及成本高，导致上世纪 90 年代
以后，国内所有的以锂云母为原料的企 业关闭。锂云母仅作为一个陶瓷原料进 行利用。对于这种低品位的锂矿物提锂 与盐湖提锂或者锂辉石提锂相比，其研 究的关键应该围绕在 ：提取的低成本以 及矿物成分的综合利用。本研究的锂云 母提取工艺与以往的锂云母提取锂工艺
在能耗、物耗及综合利用上的对比见表 1 ～表 2。 从表 1、表 2 的对比分析可以看出，
于低品位锂矿石（锂云母）提锂技术，将 大大拓展世界可利用的锂资源范围，使 我国丰富的低品位锂矿物资源（锂云母、 锂长石等）成为具有工业开发意义的锂 资源，将极大缓解由于盐湖锂资源分布 不均造成的世界新能源发展的政治与经
中
（作者单位 ：山东瑞福锂业有限公司 ；作者
旷戈单位还系福州大学化学工程技术研究
所)
2014 年第 12 期 67
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