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已認(rèn)證
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在新能源革命的浪潮中,鋰成為了支撐這場變革的關(guān)鍵元素。作為鋰離子電池的核心原料,,鋰不僅推動著電動汽車和可再生能源存儲技術(shù)的進步,,還廣泛應(yīng)用于玻璃制造、陶瓷工藝,、醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)以及化工領(lǐng)域,。然而,鋰的來源和開采方式卻鮮為人知,。本文將帶您深入了解鋰云母——這一鋰資源的寶庫,,以及它如何助力我們邁向更加清潔、綠色的未來,。
那么鋰是從何而來呢,?
鋰云母,這種晶體結(jié)構(gòu)獨特的硅酸鹽礦物,,是自然界中鋰含量最高的礦石之一,。它通常與石英、長石等礦物共生,,形成豐富的礦床,。
鋰云母的形成與特定地質(zhì)條件密切相關(guān),尤其是富含氟,、硼等元素的巖漿活動。在地球深處,,這些巖漿經(jīng)過長時間的冷卻和結(jié)晶,,逐漸形成了富含鋰的礦床。其中花崗巖型鋰礦床是以含鋰花崗質(zhì)巖漿自身發(fā)生高度結(jié)晶分異作用為主導(dǎo)因素形成的富鋰花崗巖,,巖體自身即工業(yè)礦體,,是我國的優(yōu)勢鋰資源,中國已探明的鋰云母儲量位居全球第一,。
鋰金屬主要從鋰云母,、鐵鋰云母、鋰白云母,、鋰輝石等礦物中提取,。目前發(fā)現(xiàn)的鋰礦床類型主要有三種:鹵水型(鹽湖型、地下鹵水型),、硬巖型(偉晶巖型,、花崗 巖型、隱爆角礫巖型)和黏土型,。全球鋰資源分布不均,,而中國則擁有豐富的鋰礦資源。中國的鋰礦主要分為鹽湖鋰(鹽湖型)、鋰輝石(偉晶巖型)和鋰云母(花崗巖型)三種類型,。其中,,鹽湖鋰資源儲量占據(jù)全國總量的70%,而鋰輝石和鋰云母則分別占30%,。這些資源為中國的新能源產(chǎn)業(yè)提供了堅實的原材料基礎(chǔ),。
圖1 中國花崗巖型鋰礦床構(gòu)造區(qū)帶分布圖
鋰云母提鋰是鋰的主要來源之一,晶體屬單斜晶系的層狀硅酸鹽礦物,,常伴有石英,、長石等礦物。
圖2 含鋰礦物
表1 鋰云母理化性質(zhì)
鋰云母提鋰的過程涉及到一系列復(fù)雜的物理和化學(xué)步驟,。首先,,礦石經(jīng)過破碎和磨礦,以便更好地暴露出內(nèi)部的鋰云母片狀構(gòu)造,。再通過浮選法或磁選法,,將鋰云母與其他雜質(zhì)分離出來地工藝。浮選法是利用鋰云母與其他礦物表面理化性質(zhì)的差異,,通過添加特定的浮選藥劑,,使目標(biāo)礦物附著在氣泡上并浮出水面。而磁選法則是利用鋰云母的弱磁性特性,,通過磁場調(diào)整將其與其他非磁性的礦物分離開來的工藝,。
在分離出鋰云母精礦后,接下來的步驟是將其轉(zhuǎn)化為可用的鋰化合物,。通常采用硫酸,、磷酸、碳酸鈉,、氫氧化鈉等進行化學(xué)浸出+蒸發(fā)和結(jié)晶步驟,,分別產(chǎn)出硫酸鋰、磷酸鐵鋰,、碳酸鋰和氫氧化鋰等工業(yè)產(chǎn)品,。
除了硫酸和氫氧化鈉等化學(xué)浸出外,還有一些其他的提鋰方法,。例如,,氯化法是通過將硫酸鋰溶液與氯氣反應(yīng),生成氯化鋰溶液,。然后通過蒸發(fā)和結(jié)晶的方式,,得到氯化鋰晶體。
目前工業(yè)上對含鋰礦石的分選方法除卻磁選法和浮選法,,主要還有手選法,、熱碎解,、化學(xué)處理法、重選等,。
手選法適用于結(jié)晶較好的含鋰礦石,,但需要大量的勞動力且工作效率低,工業(yè)應(yīng)用較少,;
熱碎解法是通過焙燒改變目的礦物的晶體結(jié)構(gòu),,而脈石性質(zhì)不受影響,從而使目的礦物得到分離,,多用于礦石組成較好的鋰輝石,;鹽湖水提取鋰時多采用化學(xué)處理法,主要包括離子交換,、沉淀,、萃取和鹽析等;
重選是依靠目的礦物與脈石礦物的密度差異而進行分選的方法,,但大多數(shù)含鋰礦石密度與常見脈石礦物比較接近,,無法有效分離,重選法多用于鋰輝石的分選 ,;
浮選法是目前最常用的含鋰礦石分選方法之一,,適用于細(xì)粒浸染型的含鋰礦石。但采用常規(guī)浮選工藝,,需提前脫除影響浮選過程的細(xì)泥質(zhì),,部分呈細(xì)片、微細(xì)片狀鋰云母隨著上升水流作用力與細(xì)泥經(jīng)溢流排出,,造成細(xì)粒級鋰金屬量損失,,同時浮選藥劑也會對水、土壤,、空氣等環(huán)境造成影響;
采用強磁選工藝及設(shè)備可對弱磁性鋰云母和鐵鋰云母有較好的分選回收效果,,強磁選工藝具有綠色環(huán)保,、處理量大、生產(chǎn)穩(wěn)定,、回收率高等優(yōu)點,,適合于規(guī)模化生產(chǎn),。采用強磁選工藝在高效回收鋰云母的同時,,可將磁選非磁性物中的雜質(zhì)降為最低,能產(chǎn)出品質(zhì)較高地長石精礦產(chǎn)品,。尤其是選擇適用于粗粒級的立環(huán)和適用于細(xì)粒級的電磁漿料高梯度磁選機等強磁選設(shè)備,,進行粗細(xì)粒分級磁選工藝,,可大幅度地提高鋰云母的回收率及長石的品質(zhì),適合于規(guī)?;a(chǎn)應(yīng)用,。
1、常規(guī)磁選試驗流程:
原礦磨至-200目64%細(xì)度,,經(jīng)立環(huán)一粗一掃選,,粗掃精混合后經(jīng)立環(huán)一次精選。選礦工藝流程見圖3,,選礦試驗指標(biāo)見表2,。
1、常規(guī)磁選試驗流程:
原礦磨至-200目64%細(xì)度,,經(jīng)立環(huán)一粗一掃選,,粗掃精混合后經(jīng)立環(huán)一次精選。選礦工藝流程見圖3,,選礦試驗指標(biāo)見表2,。
圖3 常規(guī)強磁選鋰試驗流程
表2 強磁粗掃精選試驗結(jié)果
由實驗結(jié)果可知,長石精礦中的Li2O和Fe2O3 含量仍較高,,白度僅40.68%,,說明細(xì)粒級鋰云母和含鐵礦物未得到有效選別。
2,、分級磁選試驗流程:
原礦磨至-200目64%細(xì)度,,經(jīng)立環(huán)高梯度磁選機一次粗選,尾礦分級后+0.038mm粗粒產(chǎn)品經(jīng)立環(huán)一次掃選,,粗掃精混合后再經(jīng)立環(huán)一次精選,;-0.038mm細(xì)粒產(chǎn)品經(jīng)電磁漿料磁選機一粗一掃選。選礦工藝流程見圖4,,選礦試驗指標(biāo)見表3
圖4 分級磁選試驗工藝流程
表3 分級磁選試驗結(jié)果
原礦經(jīng)磨礦,、磁選、粗細(xì)粒分級磁選等試驗流程,,分別得到粗細(xì)粒鋰精礦產(chǎn)品和長石精礦產(chǎn)品,,鋰的總回收率達到87.79%,較常規(guī)磁選工藝鋰精礦的回收率提高了9.22%,;粗細(xì)粒兩種長石精礦白度分別達到61.53%,、42.70%,長石精礦的產(chǎn)率和品質(zhì)遠高于常規(guī)磁選工藝所得產(chǎn)品,。
隨著新能源行業(yè)的蓬勃發(fā)展,,對鋰資源的需求不斷增加。針對江西和湖南等鋰礦資源產(chǎn)地的鋰云母原生礦,、浮選鋰尾礦,、鋰尾泥等如何高效,、環(huán)保地開采選礦和二次資源綜合利用等項目,成為當(dāng)前亟待解決的問題,。華特磁電省級磁力應(yīng)用技術(shù)裝備重點實驗室將隨著選礦工藝和設(shè)備及科研技術(shù)的進步發(fā)展,,竭誠為廣大客戶及鋰礦山選廠提供優(yōu)質(zhì)、科學(xué),、環(huán)保,、高效的選礦技術(shù)服務(wù),為全球鋰資源的可持續(xù)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻,。
應(yīng)用案例
立環(huán)高梯度磁選機用于江西某鋰礦強磁選項目
立環(huán)高梯度磁選機用于某鋰礦強磁選項目
立環(huán)高梯度磁選機用于某鋰礦強磁選項目
電磁漿料高梯度磁選機用于某鋰礦強磁選項目
電磁漿料高梯度磁選機用于某鋰礦強磁選項目
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