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锂云母-氧化钙高压蒸汽法提锂工艺研究

2021-01-15王丁陈树

应用化工 2020年12期

王丁,陈树

(江西省科学院应用化学研究所,江西 南昌 330000)

锂云母主要分布在中国的江西、湖南,其中江西宜春储藏着世界最大的锂云母矿。目前,宜春已探明可利用氧化锂储量250万t,按0.188氧化锂-碳酸锂折算系数,理论上可生产碳酸锂1 300万t左右。传统以锂云母为原料提锂的工艺主要有石灰石焙烧法[1]、硫酸盐焙烧法[2]、食盐压煮法[3]、碱压煮法[4]、硫酸法等[5],这些方法大多能达到较好提锂目的,但同时存在能耗大、设备易腐蚀,环保影响大等问题。碱溶法[6]以及高压蒸汽法[7]可以较好地解决上述问题,但由于其主要原料为氢氧化钠,成本较高,而且后续钠的处理较复杂。因此,我们在高压蒸汽法中以氧化钙代替氢氧化钠,不但成本明显下降,而且在反应后可以较容易地去除钙。

1 实验部分

1.1 原料与仪器

原料:本实验所用锂云母来自江西宜春,其化学成分为(%):

化学元素含量/%Li2O4.47Na2O1.23K2O8.41F4.37Al2O323.5SiO252.57Rb2O1.41Cs2O0.25灼失量3.79

氧化钙、硫酸、氨水、碳酸钠、高纯氮气等均为分析纯;自制疏松剂,实验用水为去离子水。

GSH-1L型高压反应釜;KQM-Z型行星式球磨机;OPTIMA 2000DV ICP-AES测定仪;自制高压蒸汽系统,该系统包括蒸汽发生器及连接装置.蒸汽发生器主要用来产生高压的过热水蒸气,由一个耐高温的压力罐和过热蒸汽管组成,过热管用来对蒸气发生器产生的水蒸气进行再次加热,以产生满足实验条件的高温高压蒸气。

1.2 实验步骤

①将粉碎到一定孔径的锂云母粉、粉状氧化钙、膨松剂按一定比例混合均匀,投入到高压反应釜中,开动强力搅拌,采用直通的方法通入高压蒸汽,利用高压蒸汽中的水分参加反应,使锂云母粉与氧化钙在水蒸气的作用下高温高压反应一定时间,冷却,出料;……

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