矿床地球化学国家重点实验室知识库

锂是战略性关键金属,广泛应用于新能源等领域,被誉为21世纪的"白色石油"。当前,我国已成为全球第一大锂资源消费国,保障锂资源的安全稳定供应对我国经济社会发展具有重要意义。黏土型锂矿（资源）具有分布广、储量大、开采成本低等特点,有望成为我国新的锂资源来源^[1]。黏土矿物（绿泥石、伊利石、高岭石、蒙脱石等）已被证实是黏土型锂矿中锂的主要载体矿物,它们对锂的富集机制是制约黏土型锂矿成矿机理研究及锂提取应用的核心科学问题。当前研究主要采用元素/矿物相关性分析、元素空间分布特征分析等手段研究天然锂矿样品中锂的赋存状态及富集机制^[2-3],鲜有从实验角度探讨黏土矿物对锂富集规律及机理的相关研究。本研究中,我们开展了绿泥石吸附Li⁺的实验研究,选择两种不同铁含量的绿泥石样品,考察了时间、固液比、Li⁺浓度、温度、pH、离子强度等因素对绿泥石吸附Li⁺的影响,并结合酸碱滴定、脱附实验、矿物谱学等结果探讨了绿泥石对Li⁺的吸附机理。结果表明,高铁绿泥石（Fe₂O₃,14.74 wt.%）和低铁绿泥石（Fe₂O₃,1.55wt.%）对Li⁺的吸附均在48 h内达到平衡;随着固液比的逐渐增大,Li⁺的吸附率逐渐增大;高铁绿泥石对Li⁺的吸附能力强于低铁绿泥石,在25℃下,当Li⁺初始浓度由1 ppm增加到2000 ppm时,高铁绿泥石对Li⁺的吸附量由11.00μg/g增加至8498.70μg/g,低铁绿泥石对Li⁺的吸附量由7.15μg/g增加至7709.60μg/g;温度升高,有利于绿泥石对Li⁺的吸附;pH=3～9范围内,随平衡pH的增加,两种绿泥石对Li⁺的吸附均有所增加;随着溶液离子强度的增加,两种绿泥石对Li⁺的吸附量也逐渐增加。酸碱滴定结果表明,两种绿泥石的零电荷点（Point of Zero Charge,PZC）约为9,故在本实验（pH=3～9）条件下,两种绿泥石均带正电荷,与Li⁺之间存在静电斥力,这说明绿泥石对Li⁺的吸附不依靠静电作用;离子强度增加会压缩双电层、屏蔽电势,因此减弱了绿泥石与Li⁺之间的斥力作用,这有利于Li⁺的吸附。脱附实验结果表明,绿泥石吸附Li⁺后只有少量的Li⁺能发生脱附,反映了绿泥石与Li⁺之间存在较强的作用力。上述结果表明,绿泥石对Li⁺的吸附可能以表面络合为主。本研究为黏土型锂矿中绿泥石富集锂的条件及规律提供了实验依据,对黏土型锂矿的成矿机理研究具有参考意义。