锂辉石-氧化钙烧结法提锂的物相重构与动力学

摘要

对锂辉石-氧化钙烧结过程进行热力学分析,绘制了各反应Gibbs自由能与温度的关系图.结果表明,Al2O3会优先和Na2O、Li2O、K2O反应,然后与CaO反应生成CaO·Al2O3,而且烧结温度需高于1060℃以保证LiAlSi2O6能够完成晶形转变.并探讨了锂辉石-氧化钙烧结法提锂的反应机理.考察了不同烧结条件对锂浸出率的影响并对熟料进行X射线衍射(XRD)分析表征.实验结果表明,在配料比为1:1.25、烧结温度1150℃、烧结时间60min时,锂的浸出率达到92.14％,熟料中的主要物相为Ca2SiO4与LiAlO2.利用XRD和扫描电镜-能谱联用仪(SEM-EDS)对熟料与浸出渣的物相、显微形貌及元素分布情况进行了分析表征.为了确定烧结反应的控制性步骤,在最优烧结条件的基础上对烧结过程进行动力学分析,结果表明,锂辉石-氧化钙烧结体系属于球形颗粒三维界面化学反应控制,烧结过程的动力学拟合方程为1-(1-x)1/3=0.00677t.