锂云母矿物储量大、经济价值高,是提取稀有金属锂、铷、铯及其化合物的重要资源。本文采用复合盐添加剂与锂云母高温焙烧-浸出的工艺,在原料物相分析、焙烧热力学及机理分析的基础上,通过实验研究了焙烧、浸出过程中锂、铷、铯的转化规律,确定焙烧添加剂种类及用量,系统开展了焙烧、浸出过程的温度、时间、液固比等条件实验,重点研究了锂云母浸出液制备碳酸锂实验的主要影响因素,达到改善传统氯盐焙烧腐蚀设备、环境污染等问题和锂、铷、铯高效提取的目的,结果如下:(1)锂云母矿物是一种连续层状四面体结构,晶型完整、晶面平坦,晶体边缘呈锯齿状且不规则分布。矿物由锂云母、二氧化硅和钠长石组成,锂云母以K(Al,Fe,Li)(Si₃,Al)O₁₀(OH)F的结构存在;(2)结合TG-DSC分析确定焙烧温度范围为700~900℃,绘制吉布斯自由能-温度曲线。对复合盐焙烧机理进行分析:氯化钙主要起到分解锂云母矿物和提取铷、铯的作用,碳酸钠能导出锂;XRD显示700℃时开始出现钙长石和硅酸钙的特征峰,800℃~900℃时锂云母和复合盐充分反应,使锂云母从致密、稳定的结晶状态向无机盐的形态转变,SEM显示锂云母晶体逐渐被腐蚀,形成团状的不规则矿物相;(3)进行不同种类添加剂的焙烧探索实验,确定焙烧添加剂为CaCl₂+Na₂CO₃,锂云母复合盐焙烧-浸出实验的最佳工艺条件为:锂云母矿:CaCl₂:Na₂CO₃(质量比)=1:0.5:0.2,焙烧温度900℃,焙烧时间2h,室温下浸出,浸出时间为1h,液固比2:1,此时锂、铷、铯的浸出率分别为:86.64%、92.58%、85.37%;(4)锂云母浸出液经净化除杂、浓缩沉锂制备碳酸锂,从而分离富集铷、铯。净化除杂最佳工艺条件为:净化温度为室温,净化试剂为30%的Na OH溶液,净化次数为两次,分别在pH=8和pH>13时过滤可除去大部分杂质,再加入适量30%的Na₂CO₃溶液深度除钙后得净化液;浓缩沉锂最佳工艺条件为:加热浓缩净化液至锂离子浓度为14g/L,沉锂温度为95℃,沉锂试剂为30%的Na₂CO₃溶液,用量为理论量的110%,加入方式为倒加法,过滤后热水洗涤两次。碳酸锂回收率可达68.50%,纯度接近99.00%,且结晶良好、大小均匀,呈清晰的棒状颗粒,分散性较好,铷、铯回收率分别为72.78%、63.51%。