一、什么是瓷石矿:与锂辉石、锂云母不同,瓷石矿并非单一矿物,而是多种矿物的集合体,主要由石英、长石(钾长石、钠长石)和少量黏土矿物组成,结构疏松。主要成分为二氧化硅、三氧化二铝、氧化钾、氧化钠等。瓷石矿中的锂主要以锂云母(LiAl₁.₅(Al,Si)₁.₅O₅(OH,F))和锂长石(如透锂长石 LiAlSi₄O₁₀)等铝硅酸盐矿物的形式存在,通常为氧化锂含量为0.3%~1.5%,属于低品位含锂矿物,颜色多为白色、灰白色或浅灰色。
二、瓷石矿主要用途:瓷石矿中富含的长石在高温下能够熔融形成玻璃相,降低陶瓷坯体的烧结温度,促进坯体致密化,减少能耗。二氧化硅增加陶瓷硬度和耐磨性。黏土矿物可增强坯料的可塑性和成型性能。但近年来随着新能源产业的爆发式增长而急剧攀升,锂价大幅增长。部分瓷石矿丰富的地区开始尝试从瓷石矿中提取锂元素,将其作为潜在的锂资源补充来源,但目前利用率并不高。
三、瓷石矿提锂的难点:1、瓷石矿选矿回收率低瓷石矿中的锂以铝硅酸盐矿物(锂云母、透锂长石)为主要赋存形式,云母属层状硅酸盐,由硅氧四面体片与铝/镁氧八面体片交替堆叠(2:1型结构),层间阳离子显著影响可浮性。
因矿石嵌布复杂,锂云母晶体颗粒细小(<200 目),选矿富集效率低。并且由于瓷石矿中富含二氧化硅,浮选时容易形成异质凝聚进一步降低选矿回收率。
2、焙烧无法改型导致硫酸消耗增加瓷石矿提锂需先通过浮选富集锂云母(精矿品位仅 2%~3%),再套用锂云母提锂工艺,生产中需要经过焙烧、酸浸、净化等环节。锂辉石焙烧改型(α→β 相变)可大幅提升酸浸效率,而瓷石矿无法通过焙烧改变硅铝矿物结构,酸浸时需消耗更多硫酸(比锂辉石高 30%~50%)。
3、矿物组成复杂且杂质干扰严重由于瓷石矿以石英(SiO₂占 60%~75%)、长石、黏土矿物为主,高硅含量在酸浸时易生成硅胶,导致浸出液黏度增加、过滤困难,需额外投入耐酸设备(如钛材),而锂辉石、锂云母的矿物组成更单一,提锂时杂质干扰显著减少。
4、浸出液浓度低提纯困难反观瓷石矿,其浸出液锂浓度常低于1g/L(锂辉石浸出液中锂离子浓度5 -10g/L),且伴随大量铝、铁、镁、钾、钠等杂质离子,导致采用传统沉淀法效率极低:低浓度的锂离子难以形成有效沉淀,且杂质离子会与锂离子竞争沉淀剂,导致沉淀产物纯度严重不足。
5、市场规模小缺乏专用设备锂辉石、锂云母提锂技术历经数十年迭代,已形成完整的设备供应链(如焙烧窑、萃取槽),而瓷石矿提锂缺乏专用设备,需改造陶瓷生产线,因缺乏专用设备,导致效率低下。四、结语瓷石矿提锂在技术上具有一定可行性,但其产业化仍受制于本身特点和上述难点,导致提锂过程需突破矿物选矿、高效浸出及杂质去除等多重瓶颈。导致瓷石矿提锂尚未大规模应用的核心原因,预计短期内难以突破锂辉石、锂云母的主导地位。