锂金属及其化合物因其优异的性能,被广泛应用于高科技和军工产业。随着锂资源供需关系的紧张和需求量日益增大,从二次资源中回收锂资源倍受关注。粉煤灰作为燃煤产生的工业固体废弃物,对生态环境造成巨大危害,其高值化利用越来越受到重视。从粉煤灰中提取锂资源,可减少粉煤灰的资源浪费,增加锂矿资源的战略储备,缓解锂资源供求紧缺的局面。本研究以贵州某电厂粉煤灰为研究对象,开展粉煤灰中锂的浸出试验研究。粉煤灰的基本性质分析表明,粉煤灰中主要矿物为莫来石、石英和铁矿物(5.46%的磁铁矿以及4.77%的赤铁矿),主要化学成分为Si O₂、Al₂O₃和Fe₂O₃,含量分别占36.88%、20.89%和14.58%。原灰中锂的含量达到307μg/g,显示出一定的综合利用价值。粉煤灰粒径在75μm以下累积产率高达83.4%,整体颗粒较细,且锂和铁主要富集在-75μm的粒级中。根据粉煤灰的基本性质,先对粉煤灰进行直接浸出锂,并在此基础上进行了机械研磨-浸出、机械研磨-酸碱联合浸出、磁选除铁-浸出及焙烧活化-浸出的试验,研究预处理及浸出方法对粉煤灰中锂的浸出影响。结果表明,粉煤灰直接浸出的锂浸出率较低,机械研磨及磁选除铁也未能显著提高粉煤灰中锂的浸出率,锂浸出率均低于20%。考察焙烧活化对粉煤灰中锂的浸出的影响,发现利用Na₂CO₃作为活化剂,活化温度为850℃,碳酸钠与粉煤灰以质量比为1:1进行湿法混料,活化时间为2.5 h,将粉煤灰的焙烧活化产物利用4 mol/L的Na OH溶液按液固比30:1混合均匀,在温度为80℃下浸出2.0 h,粉煤灰中锂的浸出率达到92.11%,实现了粉煤灰中锂的高效浸出。粉煤灰焙烧活化浸出锂机理研究表明,粉煤灰焙烧活化是利用活化剂在一定条件下与粉煤灰中莫来石等反应生成易溶的盐类,从而使粉煤灰得到有效活化。活化温度是焙烧活化提高粉煤灰活性的重要因素,在一定的温度范围内,随着活化温度的升高,活化剂熔融使粉煤灰与活化剂之间转变为固相与液相的反应,反应进行更加彻底,粉煤灰的活化效果更好。