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模拟地球化学再成矿实现锂云母选择性释锂的基础研究

批准号:
52104357
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
宋云峰
依托单位:
学科分类:
有色金属冶金
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
宋云峰

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
随着新能源产业的迅猛发展,锂的需求也日益凸显。锂云母是重要的锂资源,性质顽固难以处理,对其经济高效的提取对我国具有重要的战略意义。矿石提取过程本质上是其成矿的逆过程,通过调整锂云母铝硅酸盐组成、结构,降低锂在铝硅酸盐结构中的稳定性,地球化学再成矿形成不含锂的新相,实现锂的选择性释放。. 本项目拟采用实验结合仪器表征、量子化学计算方法,通过研究:①OH取代F、Fe/Mg/Ca取代Li对锂云母铝硅酸盐晶体结构性质影响的微观机理;②不同物理化学环境条件下重构锂云母过程锂、钾、铝、硅、氟、钙/铁/镁等在两相的迁移分配行为;③锂云母重构过程铝硅酸盐矿相转变等关键问题,阐明锂云母铝硅酸盐结构组成与含锂特性的关联,揭示锂云母再成矿过程铝硅酸盐结构解构选择性释锂机制,建立锂云母提锂的基础理论体系。通过本项目研究可为锂云母高效提取提供理论支撑,并为其他云母型稀有金属资源的开发提供新思路。
英文摘要
With the rapid development of the new energy industry, the demand for lithium has become increasingly prominent. Lepidolite is a kind of important lithium resource, which is difficult to extract. Its economical and efficient extraction has important strategic significance for China. The extraction process of ore is essentially the reverse process of its mineralization. By adjusting the composition and structure of lepidolite aluminosilicate, the stability of lithium in the aluminosilicate structure is reduced, and the geochemical re-mineralization forms a new phase that contains no lithium, which achieves the selective release of lithium.. This project intends to use experiments combined with instrument characterization and quantum chemical calculation methods. Through research: ① the microscopic mechanism of the effect of OH substituting F and Fe/Mg/Ca substituting Li on the crystal structure and properties of lepidolite aluminosilicate; ② the migration and distribution behaviors of lithium, potassium, aluminum, silicon, fluorine, calcium/iron/magnesium during the reconstruction of lepidolite under different physical and chemical environmental conditions; ③ the phase transformation of aluminosilicate in the process of lepidolite reconstruction. It is expected to clarify the relationship between the structural composition of lepidolite aluminosilicate and the lithium bearing properties in lepidolite, reveal the mechanism of selective lithium release through the structural deconstructing of aluminosilicate during the re-mineralization of lepidolite, and establish the basic theoretical system of lithium extraction from lepidolite. The research of this project can provide theoretical support for the efficient extraction of lepidolite, and provide new ideas for the extraction of other mica-type rare metals.
随着新能源产业的迅猛发展,锂的需求也日益凸显。锂云母是重要的锂资源,性质顽固难以处理,对其经济高效的提取对我国具有重要的战略意义。本研究基于第一性原理计算,深入探讨了锂云母铝硅酸盐的结构组成与锂稳定性的内在关联,通过实验系统分析了锂云母、铁锂云母及低品位锂云母的高温脱氟工艺参数、矿相转变及锂活化机制,在此基础上开发低品位锂云母高效提锂技术。结果表明,水分子在锂云母表面的吸附-分解需要高温,OH取代第一个F需要能量较高,后续取代F需要的能量更低,脱氟会显著降低锂云母结构对锂的束缚能力,提高反应活性。实验证实了上述计算结果对含锂云母矿物具有普适性,水蒸气能够显著促进脱氟,脱氟反应生成新物相破坏了锂云母晶体结构稳定性,提高了锂的反应活性,且锂浸出率与云母矿物的脱氟率高度正相关。在此理论基础上,开发了低品位锂云母脱氟-碱性压煮提锂技术及硫酸盐置换提锂技术,锂提取率分别达到74%和83%。本研究揭示了锂云母高温脱氟过程离子迁移及结构活化的微观机制,阐明了含锂云母矿物在不同气氛下脱氟活化的普适性规律,构建了锂云母高效提锂的基础理论与工艺体系。项目执行期间发表高水平论文7篇,申请国家发明专利7项,获中国有色金属工业科学技术进步一等奖1项,为锂资源的绿色高效开发提供了理论依据和技术支持。
硬岩锂矿资源低碳高效提取
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2026
  • 负责人:
    宋云峰
  • 依托单位:
基于锂云母铝硅酸盐组成结构调控的选择性提锂技术基础
  • 批准号:
    2022JJ40612
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    宋云峰
  • 依托单位:
国内基金
海外基金