锂云母性质、用途与生产工艺
锂云母，又称“鳞云母”，成分为KLi1.5Al1.5(AlSi3O10)，是钾和锂的基性铝硅酸盐，主要见于伟晶岩中，也见于云英岩和高温热液脉中，是提取锂的矿物原料，若含有铷、铯时可综合利用。 可做玻璃原料。用于陶瓷，能起熔剂作用。从锂云母中提取的锂具有广泛的用途，一方面是氢弹、火箭、核潜艇和新型喷气飞机的重要燃料；另一方面，在原子反应堆中可作控制棒，军事上用作信号弹、照明弹的红色发光剂和飞机用的稠润滑剂，冶金上以锂制轻质合金和用于金属制品的纯净剂。
锂云母（Lepidolite）一词源于希腊词Lepidos(鳞片)，意指该矿物常呈鳞片状集合体产出。中文名称则是因为矿物化学成分含锂。含氧化锂1.23%～5.90%。单斜晶系，a=5.3，b=9.2，c=10.2，β=100°。 对称型m或2/m；晶体为假六方板状，通常呈细鳞片状集合体。一般为浅紫色，玻璃光泽，解理平行{001}极完全，硬度2～3，相对密度2.8～2.9。含锂矿物150多种，而独立的锂矿物仅30多种，最主要的是锂辉石(spodumene)，其次是锂云母等。氧化锂的工业品位不少于0.6-0.7%。中国西北及西南等地产锂辉石及锂云母伟晶岩矿床。我国新疆产出的“丁香紫”也是锂云母。质地细腻的集合体用作雕刻及装饰材料。
1.提取锂
(1)石灰石烧结法
石灰石烧结法是最成熟的方法，这个方法的优点比较突出：（1）浸出流程短。只有一种渣，洗涤工艺单纯，比较容易选择大型洗涤设备。（2）浸出体系好，是碱性体系，设备腐蚀小。（3）氢氧化锂的分离工艺简单，钾、铷、铯的产出率高。这种体系也为钾、铷、铯的分离带来了方便。 这个方法的缺点：（1）收率低，用含4.5% 以上的锂云母为原料进行生产，锂的收率只有62% ～ 65%。（2）渣量大，1 吨单水氢氧化锂干渣达40 吨以上。（3）渣难以利用。（4）能耗高。焙烧物料量大，浸出液中氧化锂的浓度低（4g/l）左右。（5）投资应该是比较大。
(2)硫酸盐焙烧法
这个方法的优点是：（1）渣量比石灰石烧结法少，报告上说是相当于石灰石烧结法的三分之一，从笔者的研究经验来说渣量应该比报告中的大一些，可能为五分之二左右。（2）收率高，氧化锂的回收率达到84.1%，这个数据更值得怀疑，估计收率最高不会超过75%。（3）能耗低，报告上说相当于石灰石烧结法的三分之一。这个工艺的不足也是显然的：（1）使用了价格昂贵的硫酸钾，报告上说1 吨碳酸锂产品用硫酸钾1吨。（2）因为使用了0.1～0.5M 浓度的硫酸去对渣进行洗涤，这就使得渣量大大增大，特别是这个体系是硫酸盐体系，并且锂云母成分复杂，导致除杂流程很长。（3）锂云母中价格昂贵的钾、铷、铯均未得到。（4）渣的可利用性还是一个未知数。这种方法笔者没有做验证性实验。（5）烧窑的过程中有结圈现象。
(3)食盐压煮法
这个方法的优点突出：（1）流程很短。基本上和石灰烧结法的流程差不多。（2）渣量很少，只有不到石灰石法渣量的三分之一。（3）锂的收率高，报告上说锂的收率是84.34%（4）钾的浸出率达到80%，铷的浸出率可能在20% 以上。（5）后续沉锂等工序和赣锋现有工序可对接。（6）赣锋卤水生产碳酸锂和氯化锂时可副产一定量的氯化钠。这个方法的缺点也非常明显：（1）因为牵涉到氯化物体系，所以设备选型困难，报告上说钛钼镍设备可行，笔者认为还应该再做一些考察。（2）浸出需要200℃的温度，10 千克以上的压力，另外又是氯化物体系，所以设备投资会很大。（3）渣中含有氯离子。（4）因为要脱氟焙烧，环保有压力。（5）因为是氯化物体系，且是高压反应，存在安全隐患。笔者验证了这个实验，发现锂的浸出率按不溶锂算是90% 左右。
(4)硫酸钠压煮法
原理都是钠和脱氟锂云母中的锂、钾、铷、铯的置换反应。但两个体系具有很大的差别，一个是氯化物体系，一个是硫酸盐体系。相对来说氯化物体系物质分离比较容易，而硫酸盐体系物质分离则比较困难，分离流程更长。并且硫酸盐体系中存在硫酸钾和硫酸钠会形成复盐的问题，导致了硫酸钠和硫酸钾分离的困难。因为也是要对锂云母脱氟焙烧，环保同样是有压力的。起初笔者认为硫酸盐体系设备没有腐蚀问题，后来发现实际上因为硫酸钠国标中氯是有一定含量的，加上累加效应，所以这种方法还是必须考虑氯离子的腐蚀问题，设备投资依然巨大。这种渣因为氯离子含量比较少，所以可利用性会好一些。
(5)石灰压煮法
石灰压煮法是中南工业大学研究的一个处理宜春锂云母的方法，这个方法的优点：（1）体系为碱性体系，直接得到氢氧化锂。（2）原材料便宜, 主要是石灰乳。（3）压煮压力不高，4 千克左右的压力。（4）渣量只有石灰石法的一半左右。这个方法的缺点是：（1）因为有残留石灰乳，渣的过滤性能不很好。（2）渣的可利用性不清楚。（3）锂云母先要脱氟焙烧，环保有压力。
(6)硫酸焙烧法
这个方法的优点也很明显：（1）这个方法所用的设备可以和锂辉石硫酸法对接。这是这个方法的最大优点。（2）这个方法渣量比较少，但因为酸化焙烧的残酸在水浸时进行了湿法反应，所以实际上渣量比预想的要多。（3）能耗也不太高。缺点：收率比较低，因为笔者用氧化锂含量不到4%的锂云母，锂的浸出率只有75%左右，当然笔者是静态脱氟焙烧和静态硫酸酸化焙烧，可能在动态下结果会好些。另外脱氟焙烧和酸化焙烧两个过程都会带来环保压力。
(7)硫酸法
这个方法的优点是（1）锂、钾、铷、铯的浸出率都很高。（2）因为省去了焙烧工艺，节省了这一块很大的投资。（3）这个方法没有高温焙烧过程，并且锂的浓度高，所以这种方法的能耗可能是所有这些方法中最低的。但这种方法也有明显的缺点：（1）流程很长，这为工程化和设备选择带来了很大的困难。（2）硫酸用量大，残酸量大，并且硫酸的价格波动大。（3）因为是强酸性环境，所以设备的耐腐蚀性是个问题。（4）除铝这一步是很困难的，用碳酸钙除铝渣量大，用碳酸钠除铝渣量是用碳酸钙除铝渣量的四分之一，但用碳酸钠除铝因为生成了含锂的氟铝酸盐，总的来说，这一步锂的损失很大（要大于10%），并且这一步渣难以利用。（5）混合矾的处理也还没有一个好的办法。（6）如果采用压煮，则安全性是个问题。（7）如果要磨，则会碰到锂云母难以磨碎的大问题。
(8)氯化焙烧法
该方法的优点是：（1）安全性比氯化钠压浸法好。（2）从报告中看铷铯浸出率达到了50%～60%。（3）报告中没有提及渣量，但因为投入的石灰石少，所以渣量应该比石灰石烧结法少很多。缺点：（1）要使用到氯化钙。（2）可能有报告中提及的烧窑时出现结圈现象，操作起来有一定的困难。（3）因为是氯化物体系，腐蚀问题是必须考虑的。
图1为锂云母氯化钠压浸法及资源综合利用工艺流程图
图2为光卤石铷铯提取技术工艺流程图
可做玻璃原料。用于陶瓷，能起熔剂作用。锂是最轻的金属，比重0.534，它能生产热核所需的锂-6，是氢弹、火箭、核潜艇和新型喷气飞机的重要燃料。锂能吸收中子，在原子反应堆中作控制棒，军事上用作信号弹、照明弹的红色发光剂和飞机用的稠润滑剂。冶金上以锂制轻质合金和用于金属制品的纯净剂。
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[1]马世昌 主编.化学物质辞典.西安：陕西科学技术出版社.1999.第764页.
[2]邓绶林 主编.地学辞典.石家庄：河北教育出版社.1992.第519页.
[3]李良彬等.锂云母提锂工艺及工业化应注意的问题.世界有色金属.2014.8.
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