含锂的矿物达145种之多,但当前值得用来提锂的较少,主要包括锂辉石、透长石、锂云母和磷辉石4种。锂矿石提锂是最早被采用、现已发展较成熟的方法,其主要工序包括选矿、提取、加工三步。比较成熟的工艺有手选-磁选工艺、浮选-磁选工艺、浮选-重选-磁选联合工艺、选矿-化学处理联合工艺、选-冶联合工艺等。各个工艺有其自身特点,可依据锂矿的组分和性质及主产品选择合适的工艺。
从矿石中提取锂的方法主要有:硫酸钾法、硫酸法、石灰法和氯化焙烧法。其中,硫酸法为目前锂盐制造加工的主要方法,每一种方法都要用到节能高效颚式破碎机。美国锂业公司和国内新疆的锂厂多采用此法。其原理是将β- 锂辉石与硫酸混合后在250~300℃下焙烧,粉碎后用洗液浸出硫酸锂,蒸发浓缩后,再加入碳酸钠饱和溶液沉淀出碳酸锂,最后经分离、干燥得产品碳酸锂。虽然锂矿石提锂历史较长、工艺较成熟,但其制造加工成本高,很难与新兴的盐湖卤水提锂竞争。
盐湖卤水、海水及地热水提锂
由于盐湖卤水、海水及地热水均为复杂电解质溶液,故其提锂的方法存在许多相同点,只是由于各自成分或成分比及研究的时间长短存在差异,使得各自的技术水平有较大差距。
纵观国内外从盐湖卤水、海水及地热水中提取锂盐的工艺技术方法,归纳起来主要有蒸发结晶分离法、盐析法、选择性半透膜法、锻烧浸取法、沉淀法、溶剂萃取法、离子交换吸附法等。其中,沉淀法是最早研究并已在工业上应用的方法;溶剂萃取法和吸附剂法则是盐湖卤水与海水提锂较有前途的方法,特别是吸附剂法,工艺简单,回收率高,从经济和环保角度更具优势,特别适用于从低品位的海水或盐湖水中提锂。
其他锂资源的提取
早在1927年,在研究煤气工厂的烟尘时就从中发现了锂元素;近期,也有研究发现国内许多煤中伴生的锂超常富集,甚至达到伴生锂矿工业品位。但目前国内外尚未有从煤中提取锂的报道,仅有陈冀渝提出了从粉煤灰中提取碳酸锂的方案。但可以预见,锂在煤中的赋存状态及其提取将对开发新型的矿产资源具有重要的指导意义,并可能成为今后的一个的重要方向。废锂离子电池中除了极具回收价值的钴外,还含有一定量的锂、镍和锰等。随着锂电池的广泛应用,废旧锂电池的处理量将成几何态势增长,回收其中的锂必将成为一种发展趋势。目前而言,各种回收技术基本相似,关键环节为预处理(拆解、分类等),然后才是钴和其他金属的回收。其中,预处理主要分为机械处理、高温焚烧、湿法冶金3种方式。
以上从锂的提取角度,简述了锂矿石、盐湖卤水、海水及地热水与锂电池等含锂资源的开发情况,对提高锂的综合开发利用提供了参考依据。