四川某地拥有丰富的锂矿资源,尤以锂辉石矿为优势矿种,在全国占有非常重要的地位。四川某锂辉石矿是目前世界上最好的固体锂矿,品位富,Li2O平均达1.28%,属富矿品级。由于当前关于该地锂辉石矿的研究较少,缺乏利用现代测试技术研究该矿的工艺矿物学特征。因此,课题在分析四川某锂辉石矿的工艺矿物学特征基础上,进行锂辉石的碱焙烧法提锂工艺研究,为合理利用四川某锂辉石矿提供一定的参考数据。本文采用手标本、薄片观察、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线荧光光谱(XRF)和电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)等测试方法分析四川某锂辉石矿的工艺矿物学特征,在此基础上以手选锂辉石单矿为原料,对其转型焙烧条件和碱焙烧法提锂工艺进行探究,得出以下结论:(1)锂辉石矿的主要化学成分为SiO2、Al2O3、Na2O和K2O,且稀有元素Li、Be、Rb、Cs、Nb、Ta和Sn等含量丰富,Li2O和Rb2O的含量较高,平均品位分别为1.5980%和0.1265%,均达到了工业品位的要求,具独立开发利用价值。该锂辉石矿主要由锂辉石、石英、白云母和长石等矿物组成,其含量分别为22.77%、14.69%、13.90%和48.64%。其中,锂辉石以长柱状和板状形式产出,颜色呈浅绿色,并与石英、白云母、微斜长石和钠长石共生。锂元素主要赋存于锂辉石、石英、白云母和长石,Li2O含量分别为7.5855%、0.0418%、0.3843%和0.1667%。铷元素主要赋存在白云母、长石和锂辉石中,Rb2O的含量分别为0.4016%、0.2715%和0.0044%。(2)探究焙烧温度和保温时间对锂辉石晶型转化焙烧的影响,确定适宜的焙烧温度为1100℃,保温时间为3 h。先预烧后高温处理的升温方式,可以使?-锂辉石完全转化为β-锂辉石,同时降低了高温条件下的处理时间。降温方式的不同对锂辉石的转型有一定程度的影响,随炉冷却较自然冷却而言,可适当延长转型焙烧的作用时间,在一定程度上降低其焙烧温度或焙烧时间。(3)考察β-锂辉石与Na2CO3的碱焙烧法提锂工艺,当焙烧温度为800℃,保温时间为3 h,β-LiAl Si2O6与Na2CO3摩尔比为1:2.2时,β-锂辉石中的Li充分转化为可溶性锂盐Li4SiO4。在该焙烧体系中,助烧剂NaCl的引入,可以使焙烧温度从800℃降至650℃,此时,β-锂辉石中的Li直接生成易溶性锂盐Li2CO3,简化了其提锂步骤,并节省了一定的焙烧能耗。(4)?-锂辉石与Na2CO3直接焙烧实验结果表明,?-锂辉石在800℃温度下与Na2CO3反应困难,难以生成可溶性锂盐。而在添加助烧剂NaCl后,两者可在较低温度下(640℃)发生反应生成Li2CO3,由此达到提锂目的。(5)采用β-锂辉石与纯碱进行碱焙烧法提取Li2CO3,在未添加助烧剂和添加助烧剂NaCl的实验中,锂的回收率分别为78.67%和68.67%。但相较于目前工业上的提锂工艺而言,其回收率偏低。因此,该法的相关工艺参数还有待优化。