氢氧化锂是一种重要的锂化合物,广泛应用于国防、化工、电池等领域,特别是近几年新能源汽车迅速发展,带动了对氢氧化锂的强劲需求。我国的盐湖锂资源多分布于偏远的西部地区,交通不便,限制了其开发与利用,因此矿石提锂在我国仍有很大的应用前景。目前成熟的矿石提锂工艺有石灰石法、硫酸法、硫酸盐法、氯化焙烧法等,这些工艺流程能耗大、提锂工艺复杂,且硫酸法和硫酸盐法需要消耗大量高价值的反应物料,使矿石提锂成本较高。因此探索低成本矿石提锂生产氢氧化锂的工艺路线,十分有意义。锂辉石精矿中的锂含量较高,并且其中的杂质元素含量少,因此它可以用于制备高纯度氢氧化锂产品。本课题致力于通过高温压煮,从锂辉石中提取锂,并且制备氢氧化锂。实验中,将锂辉石、水同价格相对低廉的石灰、氢氧化钠或硫酸钠混合而成浆料,通过高温压煮反应,浸出锂并制备氢氧化锂。天然锂辉石同氢氧化钠或硫酸钠、石灰高温压煮无法实现高效提锂:经过破碎处理的α锂辉石,同石灰、氢氧化钠或硫酸钠进行高温压煮反应,提锂率较低,最高只有37%。天然锂辉石经高温煅烧生成结构相对疏松的β锂辉石,在高温压煮过程中,氢氧化钠、石灰会与β锂辉石反应,生成硅酸钙和硅铝酸钙,实现高效提锂。实验表明,230°C下,300目β锂辉石粉同氢氧化钠、石灰质量比为10:5:20,浆料压煮2h,搅拌为300r/min,锂辉石中的锂提取率达到92%以上;对反应后的浆料进行过滤,滤液中的主要成为氢氧化钠、氢氧化锂,直接蒸发该滤液可制备粗氢氧化锂产品。添加硫酸钠和少量的石灰,也可以从β锂辉石中提取锂元素。硫酸钠在高温下可以从β锂辉石中置换中锂元素,生成方沸石。通过热力学的研究表明,该反应是可以自发进行的。该反应的滤液主要成分为硫酸钠、硫酸锂和少量的钙离子,在该滤液中加入一定量的氢氧化锂,对该滤液进行浓缩、结晶,可以分离出大部分的硫酸钠,进而制备氢氧化锂产品。本研究提供了两种通过压煮法从锂辉石中提取锂并制备氢氧化锂产品的技术路线。两种工艺路线充分利用锂辉石原料中的锂元素,并且使用反应原料比较廉价、环保,反应的能耗也比较低,同时工艺流程简单、生产附加值更高的氢氧化锂产品,因此该工艺流程将会有广泛的应用前景。