2026年中考化学一轮复习教学素材：锂辉矿提锂工艺

【教学素材】 锂辉矿提锂工艺 湖北省石首市文峰初级中学 刘涛（正高级教师） 【知识链接】锂辉矿通常是指锂辉石，是提炼锂元素最主要的矿物原料，同时也广泛用于陶瓷和玻璃工业。锂辉矿属于辉石族矿物，化学性质稳定，含锂量高，是新能源电池产业链上游的关键资源。 一、锂辉矿的特点 （1）化学成分明确：主要成分是锂、铝和硅的氧化物，理论氧化锂含量高达8%左右，是自然界中含锂品位最高的矿物之一。 （2）外观硬度较高：晶体通常呈柱状或粒状，颜色多样，包括灰白、浅绿、粉红或紫色等，莫氏硬度在6.5～7之间，密度约为3.1克/厘米³。 （3）受热性质特殊：加热到1000℃左右会转变为β型锂辉石，体积发生膨胀，这种特性使其在耐热材料中非常有价值。 二、锂辉矿的用途 （1）提炼锂电池原料：作为锂工业的主要矿物来源，通过硫酸法等工艺可提取碳酸锂或氢氧化锂，进而用于生产电动汽车和电子设备的电池。 （2）制造耐热陶瓷玻璃：利用其低热膨胀系数，添加到陶瓷坯体或玻璃釉料中，能显著提高产品的抗热震性，常用于制作耐热餐具、电磁灶面板及特种玻璃。 （3）其他工业用途：在冶金、化工领域可作助熔剂，透明且颜色美丽的晶体（如紫锂辉石）也可作为宝石原料。 【情景创设】阅读下列科普短文，回答问题。 锂辉矿 锂辉矿（Spodumene）是一种含锂的铝硅酸盐矿物，化学式为LiAl(SiO3)2，它是自然界中分布最广、储量最丰富的锂矿石之一，也是目前工业上提取金属锂和制备碳酸锂的主要原料。在外观上，锂辉矿通常呈无色、灰白色、紫色或翠绿色。其中，紫色的锂辉石被称为“紫锂辉”，翠绿色的被称为“Hiddenite”，具有较高的宝石价值。作为矿产资源，锂辉矿主要赋存于花岗伟晶岩中，常与石英、长石、云母等矿物共生。 碳酸锂（Li2CO3）是制造新能源汽车电池的重要原料，工业上以锂辉石为原料制取碳酸锂的主要工艺流程如下图，碳酸锂和硫酸钠在不同温度下的溶解度如下表： 温度℃ 0 20 40 60 80 100 Li2CO3的溶解度/g 1.54 1.33 1.17 1.01 0.85 0.72 Na2SO4的溶解度/g 5.0 19.4 48.8 45.3 43.7 42.5 【查阅资料】 I．锂辉石精矿的主要成分是Li2O和SiO2，SiO2和其他杂质既不溶于水也不溶于酸。 II．Li2CO3（化学性质与Na2CO3类似）为无色晶体，微溶于水，在冷水中的溶解度比热水中大。 （1）锂是新能源汽车电池中重要的金属元素。锂辉石主要成分氧化锂（Li2O）中锂元素的化合价为 。 （2）锂矿是重要的国家战略资源。如图是锂原子结构示意图和锂元素在元素周期表中的相关信息。下列说法正确的是 （填字母序号）。 A．锂元素在元素周期表中处于第二周期 B．锂原子在化学反应中易得电子 C．锂原子核内有3个中子 D．锂原子的相对原子质量为6.941g （3）酸浸、沉锂的过程中均进行了搅拌操作，其目的是 。 （4）“酸浸”时锂元素的浸出率随温度的变化如图所示：“酸浸”“的适宜温度为 ℃，“酸浸”发生反应的化学方程式为 。 （5）滤渣1的主要成分是 （写化学式）。“沉锂”时的化学方程式为 ，该反应的基本类型是 反应。 （6）有以下三种温度的饱和Na2CO3溶液，③中你选择的是 （填字母序号）。 A．0℃ B．25℃ C．80℃ （7）从滤液中回收Na2SO4适宜采用的操作是蒸发浓缩、 、过滤。将滤液蒸发，当有 时（填现象），应停止加热。 （8）结合碳酸锂的溶解度表，用热水洗滤渣2的原因是 。 （9）若固体Li2CO3中含有少量杂质SiO2，请简述提纯Li2CO3的实验操作： 。 参考答案 （1）＋1；（2）A；（3）增大反应物的接触面积，使反应更快更充分；（4）80；Li2O＋H2SO4＝Li2SO4＋H2O；（5）SiO2；Li2SO4＋Na2CO3＝Li2CO3↓＋Na2SO4；复分解反应；（6）C；（7）降温结晶；大量晶体；（8）碳酸锂在热水中溶解度很小，用热水洗涤可以减少碳酸锂损失；（9）将固体混合物加入适量的稀盐酸充分反应，过滤除去二氧化硅，向滤液中加入适量的碳酸钠溶液，反应后过滤，将滤渣洗涤、干燥，即可得到纯净的碳酸锂。 学科网（北京）股份有限公司 $