锂及其化合物是重要的化工材料,普遍用于电池行业、玻璃行业、陶瓷行业、铝工业、制冷剂、润滑剂、广电业及核工业等新兴领域。近年来随着锂战略地位的凸显,锂资源受到世界各国的关注。锂具有极高的应用价值,然而锂的自然储量十分有限,难以满足我国对锂的巨大需求,长期以来产品锂及其化合物都供应紧张。因此,锂及其相关化合物的制备就显得尤为重要。目前我国排放量最大的工业废渣之一是粉煤灰,每年的排放量达到几亿吨以上,大量汇聚的粉煤灰不但会对自然生态环境造成严重的破坏,甚至可能污染地下水。因此,粉煤灰的综合利用越来越受到世界各地的重视。近期,有研究者发现准格尔煤田和平朔矿区煤中锂的伴生矿物超常富集并且达到伴生锂矿工业品位,煤中伴生锂矿也成为各大学者的研究热点,从粉煤灰中提取锂的研究也得到了大家的关注。由此可见,综合利用粉煤灰,实现粉煤灰的资源化、精细化利用,不仅可以降低成本,实现废弃资源再利用,还可以降低对生态的影响程度,达到保护环境的目的。本文以平朔矿区脱硅粉煤灰和碳酸钠为原料进行研究,探讨粉煤灰溶出试验中各因素对锂溶出率的影响,旨在提高锂的溶出率的同时达到节省能源和降低消耗的目的。首先对脱硅粉煤灰中各氧化物的化学组成、物相形态等进行测定分析,从而确定粉煤灰溶出锂的实验方法。在考虑经济、实用和高溶出率的情况下,采用以下提取方案:碱法烧结-稀碱溶出。通过单因素以及正交实验,考查焙烧过程和溶出过程中各因素对锂溶出率的影响,最终确定焙烧过程和溶出过程的最佳工艺条件:(1)焙烧过程:粉煤灰、碳酸钠和碳酸钙的质量配比1.0:0.8:1.0,焙烧温度为1200℃,焙烧时间为80 min。此实验条件下,锂的溶出率为58.49%。(2)溶出过程:2.0 L 8%的碳酸钠溶液在150℃的条件下浸取40 min,此条件下,锂的溶出率达到61.52%。(3)在碳酸钠沉锂工艺中最终得到纯度为95.67%的碳酸锂,最终的产率为36.56%。