锂云母冶炼渣锂铷铯同步浸出动力学及机制研究

编号：FTJS107959

篇名：锂云母冶炼渣锂铷铯同步浸出动力学及机制研究

作者：罗仙平1,2,3,4；杨昌康1,2,3；刘子帅1,2；胡鑫1,2；潘星辰1,2

关键词： 锂云母冶炼渣; 锂; 铷; 铯; 同步浸出; 动力学;

机构： 1.江西理工大学江西省含锂资源绿色低碳开发产业技术工程化中心2.江西理工大学宜春江理锂电新能源产业研究院3.江西理工大学软件工程学院4.东华理工大学铀资源探采与核遥感全国重点实验室

摘要： 针对锂云母冶炼渣（锂渣）存在产量大、资源化利用困难、锂铷铯等有价金属未有效回收，以及浸出溶解机制不清等问题，本文开展了锂云母冶炼渣中锂、铷和铯同步浸出工艺研究，系统考察了液固比、硫酸浓度、浸出温度和浸出时间等关键因素对锂、铷和铯浸出率的影响规律，并揭示了浸出过程中锂、铷和铯的浸出动力学与同步浸出机制。结果表明：在浸出温度为80℃，硫酸浓度为20%，液固比为5∶1 g·ml-1，浸出时间为2 h的最佳工艺条件下，锂、铷和铯的浸出率分别达到91.72%, 90.40%和93.16%，实现了三者高效协同浸出。产品表征与动力学分析表明，硫酸通过破坏锂渣中硅酸盐矿物的晶体结构，释放出赋存于其中的锂、铷和铯；同时，生成的硫酸钙表面覆盖层会抑制H+向内扩散以及Li+, Rb+和Cs+等离子的向外迁移。浸出过程符合收缩核模型，动力学机制受化学反应与内扩散混合控制，锂、铷和铯浸出表观活化能分别为37.759, 14.076和35.015 kJ·mol-1。本研究为锂渣资源化综合利用提供了可行的技术路径，对提升中国关键战略金属资源保障能力、推动冶金固废高值化循环利用体系建设具有重要意义。