硫酸法从锂云母中回收锂

锂作为支撑新能源战略的重要元素，由于其独特的物理化学特性，在锂高能电池、核能发电、玻璃陶瓷、润滑脂等领域得到广泛应用特性。2019年锂在电池产品中的利用率已经提高到65%。可以预见，锂供应的安全已成为全球科技公司的头等大事。自 20 世纪 90 年代后期以来，盐湖卤水一直是生产锂化合物的主要资源，因为它具有成本效益，而在锂产品的迫切需求下，锂矿的开发应得到改善。

锂云母作为储量丰富的含锂矿石，可以在一定程度上缓解对锂的迫切需求。已经开发了几种从锂云母中提取锂的方法，例如氯化焙烧法、硫酸盐焙烧法、石灰石焙烧法和硫酸法。所有这些方法的原理都是通过用不同的添加剂（氯化物、硫酸盐或石灰石）焙烧或用浓硫酸消化进行置换反应。在焙烧过程中，将锂云母矿石加入添加剂进行高温焙烧，从锂云母稳定的铝硅酸盐结构中提取锂，然后将焙烧产物浸出得到含锂溶液。

锂云母与浓硫酸 (98%) 在 130 °C 下反应 15 分钟，锂收率达到约 80%。张研究了锂云母精矿颗粒与85% H 2 SO 4在200 °C下的反应，锂的产率为97.1%。酸不溶性硫酸盐KAl(SO 4 ) 2、Al(SO 4 )OH·5H 2 O和Li 2 SO 4，在该过程中生成。与常规焙烧工艺相比，硫酸法所需反应温度较低，可节约大量能源，已广泛应用于锂矿提炼。

然而，锂云母浸出液中含有大量的铝。由于水溶液中存在Al 3+、AlO 2 -、Al(OH) 3、Al(OH) 2+、Al(OH) 2 +等多种形式的铝离子，因此铝的去除比较困难。通常，从液体中去除铝需要添加酸、碱或萃取剂，这将对后续的锂回收产生一定的影响，无法实现成本最低的灵活操作。传统的锂云母浸出液除杂方法是化学沉淀法，需要加入碱性物质，然后逐步沉淀除去锂以外的离子，从而得到杂质离子较少的富锂溶液。因此，有效分离锂云母浸出液中Al/Li的方法对降低提锂成本至关重要。

纳滤（NF）是一种膜分离技术，纳滤膜具有典型的孔径（1nm），膜表面固定带电基团。NF的传质过程依赖于空间位阻和电荷效应的结合，可以有效地分离单价和多价离子。NF已广泛应用于废水处理和净化，以及盐湖卤水中锂的提取。根据之前的研究，在模拟锂云母浸出溶液中评估了四种商用纳滤膜（DK、DL、NF270 和 Duracid NF）的分离性能。结果表明，DK 膜表现出极高的 Li/Al 分离效率，这可归因于其孔径、光滑的膜表面和适当的 Zeta 电位。在不同pH值的实际锂云母浸出液的分离中，纳滤表现出优异的Al/Li分离效率，浸出液pH值越低，DK膜的分离效果越好。