Thermodynamic simulation of α-spodumene calcination with Na2SO4

Palabras clave: α-spodumene, Calcination, Lithium, Simulation, Thermodynamics

Resumen

En este trabajo de investigación la reacción de calcinación de a espodumena (LiAlSi2O6) con Na2SO4 mediante simulación termodinámica using the Equilib module included in the software Fact Sage 8.2 fue estudiada.  Las relaciones molares (RMs) LiAlSi2O6:Na2SO4 analizadas fueron: 1:0.5, 1:0.6, 1:0.7, 1:0.8, 1:0.85, 1:1, y 1:1.5 en el rango de temperatura de 50°C a 1200°C y 1 atmosfera de presión determinando las especies químicas en equilibrio cada 50 °C a través de la minimización de energía de Gibbs. Las especies químicas más estables formadas en todas las RMs fueron: Li2SO4, NaAlSi3O8, NaAlSiO4 y LiNaSO4. El máximo % de rendimiento porcentual (% PY) para la especie Li2SO4 fue de 50% en estado sólido a partir de 500°C y en estado líquido a temperatura ≥ 900°C para la RM 1:1 con un exceso de Na2SO4 de 15%. Los resultados obtenidos del presente estudio permitieron proponer el mecanismo de reacción del proceso de calcinación de a espodumena con Na2SO4.

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Abdullah, A.A.; Oskierski, H.C.; Altarawneh, M.; Senanayake, G.; Lumpkin, G.; Dlugogorski, B.Z. Phase transformation mechanism of spodumene during its calcination. Miner. Eng. 2019, 140, 105883. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2019.105883

Arne, S. K., & Johan, W. S. (1941). U.S. Patent No. 2,230,167. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.

Bale, C.W.; Belisle, E.; Chartrand, P.; Decterov, S.A.; Eriksson, G.; Hack, K.; Jung, I.H.; Kang, Y.B.; Mélançon, J.; Pelton,A.D.; et al. FactSage Thermochemical Software andDatabases—Recent Developments. CALPHAD Comput. Coupling Phase Diagr. Thermochem. 2009, 33, 295–311. https://doi.org/10.1016/j.calphad.2008.09.009

Bale, C.W.; Chartrand, P.; Degterov, S.A.; Eriksson, G.; Hack, K.; Mahfoud, R.; Melançon, J.; Pelton, A.D.; Petersen, S. FactSage Thermochemical Software and Databases. CALPHAD Comput. Coupling Phase Diagr. Thermochem. 2002, 26, 189–228. https://doi.org/10.1016/j.calphad.2016.05.00

Barin, I. Thermochemical Data of Pure Substances, 3rd ed.; VCH Verlag GmbH:Weinheim, Germany, 1995.

Champion, D. 2019. Australian Resource Reviews: Lithium 2018. Geoscience Australia:Camberra: https://d28rz98at9flks.cloudfront.net/126759/ARR_Lithium_2018.pdf

Chen, Y., Tian, Q., Chen, B., Shi, X., & Liao, T. (2011). Preparation of lithium carbonate from spodumene by a sodium carbonate autoclave process. Hydrometallurgy, 109(1-2), 43-46. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2011.05.006

Choubey, P. K., Kim, M. S., Srivastava, R. R., Lee, J. C., & Lee, J. Y. (2016). Advance review on the exploitation of the prominent energy-storage element: Lithium. Part I: From mineral and brine resources. Minerals Engineering, 89, 119-137. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2016.01.010

Edgar, A. D., & Piotrowski, J. M. (1967). Δ2θ131-13̄1 for albites crystallized in the systems NaAlSi3O8–β-LiAlSi2O6-H2O and NaAlSi3O8-LiAlSiO4-H2O. Mineralogical magazine and journal of the Mineralogical Society, 36(280), 578-582. https://doi.org/10.1180/minmag.1967.036.280.10

Esposito, L., Salem, A., Tucci, A., Gualtieri, A., & Jazayeri, S. H. (2005). The use of nepheline-syenite in a body mix for porcelain stoneware tiles. Ceramics International, 31(2),233-240. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2004.05.006

Foss, A. Y., Kanari, N., Vaughan, J., & Chagnes, A. (2020). Literature review and thermodynamic modelling of roasting processes for lithium extraction from spodumene. Metals, 10(10), 1312. https://doi.org/10.3390/met10101312

Garrett, D. E. (2004). Handbook of lithium and natural calcium chloride. Elsevier.

Konar, B., Kim, D. G., and Jung, I. H. (2018). Critical thermodynamic optimization of the Li2O-Al2O3-SiO2 system and its application for the thermodynamic analysis of the glass-ceramics. Journal of the European Ceramic Society, 38(11), 3881-3904. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2018.04.031

Luong, V. T., Kang, D. J., An, J. W., Dao, D. A., Kim, M. J., & Tran, T. (2014). Iron sulphate roasting for extraction of lithium from lepidolite. Hydrometallurgy, 141, 8-16.

Luong, V. T., Kang, D. J., An, J. W., Kim, M. J., & Tran, T. (2013). Factors affecting the extraction of lithium from lepidolite. Hydrometallurgy, 134, 54-61. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2013.01.015

Mosher, M., and Kelter, P. (2023). Chemical Calculations—Introducing Quantitative Chemistry. In An Introduction to Chemistry (pp. 99-140). Cham: Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-030-90267-4_3

Nguyen, A. N. H., and BOHLE, D. S. (2004). Selectivity and uptake of lithium. Comments on Inorganic Chemistry, 25(5-6), 129-146. https://doi.org/10.1080/02603590490883544

Peltosaari, O., Tanskanen, P., Heikkinen, E. P., & Fabritius, T. (2015). α→ γ→ β-phase transformation of spodumene with hybrid microwave and conventional furnaces. Minerals Engineering, 82, 54-60. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2015.04.012

Setoudeh, N., Nosrati, A., & Welham, N. J. (2020). Phase changes in mechanically activated spodumene-Na2SO4 mixtures after isothermal heating. Minerals Engineering, 155, 106455.

Yan, Q., Li, X., Wang, Z., Wu, X., Wang, J., Guo, H., ... & Peng, W. (2012). Extraction of lithium from lepidolite by sulfation roasting and water leaching. International Journal of Mineral Processing, 110, 1-5. https://doi.org/10.1016/j.minpro.2012.03.005

Yan, Q., Li, X., Yin, Z., Wang, Z., Guo, H., Peng, W., & Hu, Q. (2012). A novel process for extracting lithium from lepidolite. Hydrometallurgy, 121, 54-59. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2012.04.006

Publicado
2024-06-05
Cómo citar
Pérez-Labra , M., Hernández-Ramírez, A., Romero-Serrano, J. A., Flores-Guerrero, M. U., Patiño-Cardona, F., & Mendoza-Sánchez, I. (2024). Thermodynamic simulation of α-spodumene calcination with Na2SO4. Pädi Boletín Científico De Ciencias Básicas E Ingenierías Del ICBI, 12(24). Recuperado a partir de https://repository.uaeh.edu.mx/revistas/index.php/icbi/article/view/12726
Tipo de manuscrito
Artículos de investigación

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