锂作为“白色石油”和“21 世纪的能源金属”，是支撑新能源革命与低碳转型的核心战略资源。随着全球能源结构的加速转型，电动汽车等新兴产业对锂的需求呈现爆发式增长，据国际能源署（IEA）预测，至2040 年全球锂需求量将较2020 年增长40 倍，因此锂资源的稳定供应将成为保障能源安全的关键。
全球锂资源主要赋存于盐湖卤水及高品位含锂矿石中。盐湖卤水提锂生产成本较低，但其资源在全球分布极为不均，主要集中在“锂三角”（阿根廷、智利、玻利维亚）及中国青藏高原等地区。同时由于卤水中锂含量低且生产周期长，加之近年锂电池等相关产业的快速发展，仅靠卤水来源已经无法满足日益增长的锂需求。
含锂矿石是仅次于卤水的第二大锂源，锂辉石、锂云母、透锂长石和铁锂云母等都是重要的含锂矿物（表1）。其中锂辉石（LiAlSi2O6）是最重要且储量最大的锂矿石资源之一，其杂质元素含量较低且理论氧化锂含量高，是目前矿石提锂的主要原料。天然存在的α- 锂辉石为单斜晶系，化学性质十分稳定， 其中硅原子以四次配位形成[SiO4] 四面体，铝原子以六次配位形成[AlO6] 八面体，这些四面体和八面体沿特定方向连接，共同构建出锂辉石的链状硅酸盐结构。当温度高于900 ℃ 时，α- 锂辉石相变为β- 锂辉石，此时晶体结构转变成四方晶系。在β- 锂辉石中，硅原子仍保持四次配位形成[SiO4] 四面体，但铝原子配位环境发生显著变化，从六次配位变为四次配位，同样形成[AlO6] 四面体，由此，[SiO4] 和[AlO6] 四面体通过共用氧原子构建起一种三维开放骨架结构，锂离子则游离存在于骨架之间。这种结构上的重排导致相变时伴随着约30% 的显著体积膨胀，同时相变后的β- 锂辉石化学稳定性大大降低，有利于直接提取锂。
目前，锂辉石提锂工艺主要分为火法冶金和湿法冶金两大路径，如图1 所示。
在火法冶金工艺中，锂辉石在各助剂的作用下， 通过高温焙烧实现晶型转化及离子交换，随后经水浸或酸浸分离提锂。火法工艺以高温焙烧为核心，虽然能够有效活化矿物，但通常伴随高能耗和复杂的废气处理问题。而湿法冶金技术则直接以浸出作为锂提取的核心环节，主要依赖于酸或碱的化学浸出， 通过优化浸出介质与反应条件来提高锂的溶出效率。该路径操作温度较低，能耗相对较小，但在设备腐蚀和废水处理方面仍面临挑战。这两种技术路线的选择，往往取决于原料性质、经济成本以及环保要求等综合因素。当前，全球能源结构转型正在快速推进， 锂资源需求量爆发式增长，这一趋势对传统锂冶金领域提出了严峻挑战。为了满足市场对高纯度锂化合物，如电池级碳酸锂、氢氧化锂等日益增长的需求， 并显著降低生产成本、实现绿色可持续发展，冶金领域亟需在现有锂辉石提锂工艺基础上寻求突破，开发并推广新型、高效且环境友好的提锂技术。本文旨在对当前锂辉石提锂的火法与湿法工艺进行系统性综述，并展望未来技术发展方向，以期为相关研究和产业实践提供参考。
火法焙烧锂辉石提锂原理为通过高温热处理破坏矿物致密的晶格结构，同时引入相关助剂在高温下与锂辉石发生离子反应，实现锂的置换与选择性迁移并形成水溶性锂盐，随后经水浸或酸浸工艺实现可溶性锂组分的高效分离提取。根据采用的助剂不同， 火法冶金主要包括酸焙烧法、石灰石焙烧法、钠化焙烧法、氯化焙烧法等。
酸焙烧法自20 世纪50 年代提出后，便因其高选择性及工艺成熟度而被广泛应用，成为了现有锂辉石提锂过程中最为成熟的工艺之一。酸焙烧法通过高温下晶型转化及硫酸化反应实现锂的高效提取。传统工艺中，β- 锂辉石与硫酸在约300 ℃ 下焙烧生成不溶性残留物及可溶性Li2SO4，水浸后锂提取率可达90% 以上（图2）。在此过程中，氢离子取代了β- 锂辉石中的锂离子，而铝和硅保留在残余固相中（式1）。该法生产工艺简单且锂提取率高，但也存在能耗高、酸消耗量大及杂质干扰等问题。
田千秋等通过正交试验得出，在硫酸焙烧提锂工艺中硫酸用量是影响浸出率的核心因素，温度与时间次之。最佳工艺如下：硫酸为理论用量的140%，焙烧温度为250 ℃，焙烧时间为30 min。随后在液固比为1.85 的条件下，常温浸出15 min 后， 锂提取率即可达到96.93%。该工艺中过量硫酸的加入可通过生成中间产物LiHSO4 促进反应完全，同时 β- 锂辉石的离子通道结构也为锂的高效浸出提供了扩散路径。
LAJOIE-LEROUX 等进一步研究了焙烧过程中酸过量及原料中杂质对锂提取的影响。试验表明， Al、Fe 等杂质仅占浸出总量的0.54%（原子分数），因此过量硫酸被杂质消耗的假设并不成立；锂提取率随原料中杂质含量的增加而降低，表明锂的回收可能受部分杂质包裹层的限制。此外DESSEMOND 等研究发现，粗颗粒锂辉石经1050 ℃ 热转化后， 因体积膨胀可自发碎裂为粒径<180 μm 的细颗粒， 而石英等杂质则因热稳定性集中存在于粗颗粒中。在250 ℃ 由过量硫酸焙烧30 min 后，锂提取率高达99%，较未碎裂粗颗粒提升38%，凸显了提锂过程中颗粒细化与杂质去除的重要性。
近期微波强化技术为酸焙烧工艺的优化提供了新思路。SALAKJANI 等通过对比研究发现，相较于传统加热方式，微波辐照通过对硫酸的选择性加热，可在极短时间内（20 s）快速引发锂辉石相变，锂提取率高达95%，同时该工艺的能耗（15.4 kJ）相较于传统焙烧工艺（10.4 MJ）降低了近三个数量级。但是研究表明，当微波辐照时间延长至20 s 以上时，体系温度会迅速攀升至690 ℃，此高温条件可引发Li+ 与 H+ 的逆反应，使锂提取率骤降至42%，因此使用微波强化技术需对辐照时间、功率等参数进行精确调控， 以此平衡目标反应与副反应。
综上，硫酸法因工艺成熟、生产流程简短、具有高选择性及高浸出率而在工业界得到了广泛应用。如澳大利亚的Tianqi 和Albemarle 公司均采用该工艺， 中国多家大型锂盐生产商也广泛使用此法。但该工艺固有的高能耗及大量酸试剂消耗问题仍不能忽视。此外，原料中的杂质含量及其赋存状态、原料的粒径大小等物理特性也对最终的浸出效果产生显著影响， 因此可在原料预处理等步骤进行更精确的调控研究。
石灰石焙烧法是最早应用于矿石提锂的方法， 具有工艺流程简单，原料廉价易得等优势，因此是 20 世纪七八十年代主要的氢氧化锂生产途径。该工艺具体流程为：将锂辉石与石灰或石灰石按适当比例混合后在高温下焙烧，水浸并去除Si、Al 和Ca等 杂质，再经浓缩净化后加入适量Na2CO3 沉淀碳酸锂，反应式为：
该工艺原料适用性广，但存在出渣量大、能耗高， 浸出率较低（60%~80%）等缺陷，因此目前石灰石焙烧法提锂已基本被淘汰。
近年来的相关研究主要聚焦于该工艺的高效化改进。ZHANG 等提出了一种CaO 活化焙烧与硫酸浸出相结合的α- 锂辉石提锂新方法，该法将氧化钙与锂辉石混合焙烧后，再用研磨机细磨颗粒至74 μm 以下，随后称取焙烧后产物置于一定量硫酸中进行浸出试验，具体路线如图3 所示。在最佳焙烧和浸出工艺条件下，锂提取率可以达到96.28%， 且研究表明焙烧中加入CaO 可使熔融温度降低约200 ℃，促进α- 锂辉石→β- 锂辉石的转化，利于后续的酸浸。
钠化焙烧提锂工艺是通过钠盐在高温下分解产生的Na+与锂辉石中的Li+进行离子交换，生成可溶性锂盐及不溶物钠铝硅酸盐，从而实现锂的分离提取。常用的反应助剂包括Na2CO3、Na2SO4、NaF 及NaOH等。
高温下使用Na2CO3焙烧β- 锂辉石形成 Li2CO3 过程如式（3）所示。该反应路径简单，经济性高，且副产物CO2 易分离，是工业生产中的首选路径。
SANTOS 等探讨了β- 锂辉石在Na2CO3 和NaCl混合体系中的煅烧动力学，当反应在823~923 K 下进行时，反应机制涉及Na+与Li+的选择性交换， 符合伪二级动力学模型。由于Na2CO3分子体积较大，难以充分渗透到锂辉石的晶格间隙中，因此需以NaCl 为添加剂提取锂辉石中剩余的锂（式4），生成的LiCl 可按照式（5）进一步与Na2CO3反应并转化为Li2CO3。但该工艺中锂最大收率仅有70%，仍需进一步完善提高。
随着研究的深入，发现焙烧体系中Na2CO3 的引入可直接实现α- 锂辉石高效提锂。ZHOU等基于Box-Behnken 响应面设计对碳酸钠焙烧提锂工艺参数进行了系统性研究，结果表明钠盐配比对锂提取的影响显著高于焙烧温度与时间。焙烧后水淬急冷产生的热应力可诱导矿物产生非晶化反应，成功实现锂（95.9%）与铷（90.3%）的高效协同提取。铝元素因形成羟基方钠石相而被深度固化，浸出率仅为1.5%， 可实现多元素的选择性分离。另有研究表明，在碳酸钠焙烧过程中，以Al2O3 为添加剂可将反应温度降低至750 ℃，并有效抑制了中间相Li2SiO3 的生成，锂以Li2CO3形式直接析出，无需酸浸，仅用去离子水冲洗即可实现锂的分离提取，该工艺条件下锂提取率达到90%。此外钙基添加剂的引入也可降低反应活化能，但会生成难溶钙硅酸盐相，导致锂提取率下降10%~13%，因此添加剂的选择需兼顾动力学调控与产物生成的双重平衡。
在副产物资源化方面，XIONG 等创新性开发三段逆流水浸工艺（图4）实现了93.9% 的锂回收，残余硅铝组分经硝酸介质水热重构可定向合成30~50 nm 层状高岭石，结合CaO 脱硅—CO2沉淀联用技术成功制备了电池级Li2CO3（纯度99%），实现了资源的全组分利用。
Na2SO4 等硫酸盐可在熔融态下与锂辉石等硅酸盐矿物进行固态离子交换，在高于硫酸盐熔点，但低于矿物硅骨架被破坏的反应温度下，将锂从矿物晶格中溶出。
QIU 等对不同硫酸盐焙烧体系进行对比，设计了一种Na2SO4 与α- 锂辉石直接焙烧的提锂工艺。对比发现，CaSO4 因热稳定性较高反应活性较弱，对 α-锂辉石的相变和反应没有明显的促进作用。MgSO4 和Na2SO4 可与α- 锂辉石反应生成水溶性Li2SO4 和NaLiSO4，但Na2SO4 焙烧效果优于MgSO4。当矿石与 Na2SO4在质量比为1∶0.7，焙烧温度1000 ℃，焙烧时间60 min 的条件下，锂提取率可达93.8%，其中， 焙烧温度、硫酸盐添加量是影响锂提取的主要因素。相较于单一硫酸盐体系，Na2SO4-CaO 复合添加剂可通过降低反应活化能将有效焙烧温度区间降至850~875 ℃，在形成LiNaSO4 的同时抑制熔融相包裹效应，实现95.45% 的锂提取率。
在硫酸盐焙烧提锂工艺中，K2SO4 因性质与Na2SO4相似也受到了广泛研究。NCUBE 等深入探究了硫酸钾与锂辉石混合焙烧的两步反应机理： 首先反应于780~850 ℃ 下发生Li+-K+ 离子交换，K+ 嵌入锂辉石晶格形成α-(Li, K)- 锂辉石固溶体；当 M2 位点钾占有率达到11%时，晶体触发结构重构， 并在850~890 ℃ 下定向转化为热力学稳定的银白榴石（KAlSi2O6），同时释放出的锂以Li2SO4形式进入熔融相，优化工艺参数后，锂提取率可以达到96%以上。该工艺中锂辉石无需进行焙烧转型，显著降低了能耗，且其副产物银白榴石可作为缓释肥料进行资源化利用，在降低生产成本的同时也提高了整体工艺的经济性和环境友好性。
综上，硫酸盐与锂辉石混合焙烧提锂，具有良好的选择性，可以达到较高的反应效率。其缺点是，某些碱金属（Na、K）的存在会影响最终产品的纯度，增加分离除杂的工艺负荷。
NaF 焙烧是锂辉石提锂的研究热点之一，该过程基本原理为高温下NaF 与锂辉石发生固相反应，促使锂离子从晶格中逸出并转化为酸溶性的LiF。相关热力学研究表明该反应在高温下具有自发进行的趋势。例如，ROSALES 等直接将NaF 与β- 锂辉石混合焙烧（式9），在600 ℃、β- 锂辉石与NaF 摩尔比为1∶2 的优化条件下，通过控制反应时间，即可达到90% 左右的锂提取率。焙烧后产物主要包括LiF，并伴有霞石（NaAlSiO4）和钠长石（NaAlSi3O8）等硅铝酸钠副产物。后续通常需经水洗去除未反应的NaF 等水溶性盐，再用硫酸溶液对LiF 进行浸出，从而完成锂的有效回收。
LiF 在硫酸溶液中的溶解是后续锂提取的关键步骤。对此过程，RESENTERA 等系统研究考察了固液比、硫酸浓度和浸出时间等因素的影响，结果表明，在13.0 g/L 固液比、5% 硫酸体积浓度和15 min 浸出时间的最优条件下，LiF 的溶解率接近100%。该浸出方法可有效应用于从NaF 氟化处理后的含锂物料中提取锂。
除了直接焙烧，将锂辉石置于Na2SO4-NaF 复盐体系中进行分步熔融也是制备LiF 的一种途径，该法利用硅酸盐和盐熔体的不混溶性实现有效分离，锂以LiF 的形式富集在盐熔体中。在该体系中，Na2SO4与NaF 反应生成双盐Na3SO4F，并与锂辉石反应生成LiF 及少量Li3AlF6 等中间产物。分步熔融的最佳温度约为1050 ℃，获得的盐熔体经过水浸处理，可溶解NaF 和Na3SO4F，使LiF 和少量Na3AlF6 富集在浸渣中，实现锂元素的分离。
此外，其他氟化物提锂途径也受到了关注，例如NH4HF2 已被证实可在较低温度下从α- 锂辉石中提取锂。对于低品位α- 锂辉石，在添加NaF机械活化后， 再于NaF/H2SO4 混合溶液中低温（≤90 ℃）浸出，也可达到81% 的锂提取率。
综上，这些基于氟化物的提锂方式，通过调控不同的反应体系和工艺条件，为从锂辉石中高效提锂提供了多元且重要的创新思路，但该法因副产物处理难等因素，目前仅停留在实验室工艺探索及优化阶段， 还未实现工业化应用。
氢氧化钠焙烧是锂辉石碱法提锂的有效途径之一。LEE 等在高于氢氧化钠熔点（318 ℃）的条件下，将固体氢氧化钠与锂辉石在400~800 ℃ 的温度范围内焙烧，随后水浸回收锂，反应遵循方程式（10）。试验结果表明，在600 °C下焙烧并水浸60 min 后锂提取效率可达到63.9%，证明氢氧化钠是有潜力的锂提取试剂。
HAN等使用碱金属（ⅠA族）、碱土金属（ⅡA族）和铵（NH4+）盐等9种试剂对α-锂辉石进行焙烧，再经水浸或酸浸后直接从α-锂辉石中提锂。浸出回收率结果表明，3种药剂的焙烧效果顺序为：ⅠA族>ⅡA族>>NH4+，其中NaOH在320 ℃下焙烧效果最佳，其锂提取率在水浸和酸浸条件下分别为71%和88%。SUBASINGHE等通过对该反应热力学、动力学的进一步研究优化，成功在低温下生成了水溶性LiNaSiO4相，省去了高温焙烧相变过程。焙烧后产物在水中溶解快速放热，在室温下1 min内即可实现最大的锂回收，与传统的高温慢速水浸出工艺相比，大大降低了能源消耗。优化后的两段焙烧+水浸工艺解决了焙烧过程中由于硅铝酸钠层形成而造成的传质限制，锂提取率达到99%。同时，由于反应生成了大量的NaOH，其在溶液中电离出OH−，使得产物溶液的pH约为13，减少了下游净化过程中的化学试剂消耗。在此基础上， 该研究针对低固液比情况建立了逆流浸出工艺流程，进一步增强了工艺的可持续性。
氯化焙烧法通过氯化剂（氯气、氯化钙等）与含锂矿物间的固相反应实现锂的选择性迁移与高效提取，后续再经吸收、沉锂、精制等工序获得合格的锂盐产品。
传统氯化焙烧工艺通常需在1000 ℃ 以上高温下进行，例如BARBOSA等采用氯气在1100 ℃ 下焙烧β- 锂辉石，矿物与氯气反应生成LiCl，锂提取率达到90% 以上，但高温易导致氯化锂挥发损失， 且能耗较高。为降低能耗，该团队进一步探索了以氯化钙为氯化剂的替代方案。将β- 锂辉石与氯化钙混合焙烧后，经水浸可得含LiCl 浸出液，随后经蒸发浓缩、沉淀除杂以及碳化沉锂等步骤后即可制得碳酸锂产品（图5）。研究表明，氯化钙在900 ℃ 下与β- 锂辉石反应120 min 时，钙离子优先取代晶格中的锂位点，形成可溶性LiCl 与稳定的钙铝硅酸盐（CaAl2Si2O8），锂转化率为90.2%，但该工艺仍需依赖β 相转化，未完全解决高温相变问题。
针对α- 锂辉石结构十分稳定难以直接提锂的问题，FOSU 等开创性地提出直接氯化路径，经热力学模拟发现，α- 锂辉石在500~650 ℃ 时即可与CaCl2 发生表面反应；在650~850 ℃ 时，矿物逐步解离，其中K、Rb优先氯化；当温度达到850 ℃ 以上时，β- 锂辉石与CaCl2反应主导锂提取，形成LiCl 与CaAl2Si2O8。试验显示，当CaCl2/ 矿物摩尔比为2.0，并在1000 ℃ 下处理60 min 时，锂提取率可以达到90%。机械活化技术的发展为低温高效提锂带来了新可能，NI 等研究发现，机械活化可减小矿物颗粒尺寸并诱导晶体缺陷，使得锂辉石由α→β 相变温度从传统工艺的1100 ℃ 降至900 ℃，在进一步优化焙烧及浸出工艺条件后锂提取率达到91.34%。因此机械活化为锂辉石提锂工艺中能耗的降低和效率的提升提供了新思路。
氯化焙烧法利用氯化物与锂辉石在高温下的反应，将锂转化为可溶性氯化物，具有回收率高的优势，然而，该技术在实际应用中仍面临诸多挑战，如高温下的设备腐蚀、有毒氯化物的回收与利用，以及工艺成本等问题，这些都是未来需要重点攻克的方向。
火法冶金各工艺优缺点总结如表2 所示。传统的硫酸焙烧法提取率高且技术成熟，是目前工业化应用的主流工艺，但其存在高能耗、设备腐蚀和环境污染等问题；石灰石焙烧法工艺简单，原料易得成本低，但其产生的废渣量巨大且难以处理，因此已被逐渐淘汰；钠化焙烧以钠盐作焙烧助剂，可在较低温度下实现锂的提取，但钠元素的引入会增加分离纯化难度；氯化焙烧法则是一种流程简化的新兴技术，具备一步法转化锂的潜力，但其面临的设备腐蚀和有毒氯气处理问题，使其距离大规模工业应用尚有较大距离。总之， 火法冶金工艺虽均可实现锂的高效提取，但它们在经济性、环境影响和技术成熟度方面各有优劣。在双碳背景下，以上固有弊端使得火法冶金工艺在提锂产业中的应用面临严峻的挑战，因此未来的研究重点将是开发在保证高提取率的同时，能够降低能耗、减少环境污染的火法新技术，为构建锂辉石低碳绿色提锂工艺体系提供支撑。
使用氢氟酸直接浸出β- 锂辉石是一种简单有效的提锂途径，该过程中两者反应生成LiF（式13）所示。β- 锂辉石在氢氟酸中的溶解过程包括化学吸附和化学反应两个阶段：首先HF分子吸附在矿物表面的硅、铝原子上，矿物中的晶格键在酸性环境中被削弱水解；化学反应阶段中中间产物与HF 进一步反应，形成稳定的氟硅酸和氟铝酸络合物（H2SiF6 和H3AlF6），络合物扩散到溶液中，在矿物颗粒表面留下孔洞或反应核，使得反应持续进行。
ROSALES 等对HF 酸浸提锂工艺深入研究后指出浸出效率受固液比、搅拌速度、粒度、温度、反应时间等多个关键参数影响（图6）。减小粒度可使矿物与HF 的接触面积增加，提高浸出温度、延长反应时间有助于化学反应更充分的进行，以上均可显著提高锂的提取效率。此外动力学研究表明搅拌速度对浸出过程的影响在达到一定值（约330 r/min）后趋于稳定，此时HF 从溶液到颗粒表面的传质速率不再是主要限制因素。
浸出后，可向浸出液中加入NaOH，生成Na3AlF6 （冰晶石）和Na2SiF6 （氟硅酸钠）沉淀以回收副产品硅和铝。富锂浸出液经浓缩、调节pH 后通入CO2气体，溶液中的锂将以碳酸锂形式沉淀析出，回收率可以达到90%。整个HF 浸出—沉淀工艺不仅能够有效地从β- 锂辉石中提取锂，还能回收具有工业价值的氟化物副产物，具有潜在的应用前景。
HF与H2SO4混合酸体系无需传统高温焙烧相变，可直接浸出α- 锂辉石提锂（图7）。HF 分子对矿物晶体结构表现出亲核攻击作用，可有效破坏其致密结构；同时体系中的H2SO4 不仅能催化锂辉石结构的解体，还能有效地将浸出过程中生成的难溶性氟化物转化为可溶性硫酸盐，显著促进锂溶出并减少氟残留，反应式如式（14）所示。
图7 HF-H2SO4 混酸法从α- 锂辉石中提取锂示意图
α- 锂辉石在该混酸体系中的浸出可自发进行，浸出过程受矿石与酸配比、温度、时间和搅拌速率等多种因素影响，优化条件后，在100 ℃、矿石∶氢氟酸∶硫 酸比为1g∶3mL∶2mL、反应3 h 的条件下，锂提取率达到96%，为锂的高效提取提供了新思路。由各组分溶解度行为可知，该体系中α- 锂辉石和钠长石等硅铝酸盐矿物优先于石英溶解，生成不溶性氟铝酸盐（Na3AlF6）和氟硅酸盐（Na2SiF6）等，对反应中的固膜扩散控制步骤产生影响。
随后GUO等针对浸出液中氟的脱除与回收开展了研究，提出利用不同组分的沸点差异，使用分步热处理方法实现HF 和H2SO4的挥发分离。在矿石∶HF∶H2SO4为1g∶3mL∶2mL 的条件下，分别在120 和250 ℃ 下加热3 h，可除去液相中残余的氟和未反应的硫酸，此时锂提取率约为93.73%，且溶液中仅剩2.03% 氟残留。此外，由于体系中生成了不溶于酸的Al2(SO4)3，实现了锂和铝的初步分离，有利于后续锂的提纯与分离过程。
综合来看，HF-H2SO4强化α- 锂辉石浸出无需高温焙烧，具有操作温度低、工艺流程紧凑的特点，并且能够实现锂、铝等元素的有效分离提取和潜在的资源化利用。但HF 成本高，腐蚀性极强，且易产生有毒尾气，因此该法仍仅停留在实验室阶段，并未获得大规模的工业化应用。
碱性压煮法的主要原理是利用高浓度碱性溶液，在较高温度及压力下将锂辉石中的硅酸盐矿物晶体结构破坏，并将有价组分置换溶出。该法可使用碱金属盐溶液或氢氧化钠等强碱溶液浸出，其中以氢氧化钠溶液为浸出介质时可在无相变条件下直接处理α- 锂辉石，近年已成为一个新的研究热点。
早在1946 年，NICHOLSON提出了一种从锂辉石中提取锂的方法：在100~205 ℃、0.1~1.72 MPa 的条件下，用热石灰水浸出粒径为45~75 μm 的 β- 锂辉石。在此反应中锂以氢氧化锂形式溶解，浸出率超过90%。此外另有研究表明，NaCl、Na2CO3和Na2SO4等碱金属盐也可通过压煮法实现锂的 提取。
CHEN 等以β- 锂辉石精矿为原料，采用Na2CO3压煮法直接提取制备碳酸锂（式15）。如图8 所示，将锂辉石与碳酸钠溶液混合后置于反应釜中高温压煮，随后向反应后的浆料中通入CO2 进行碳化，后经过滤分离、加热浓缩等步骤即可制得碳酸锂产品。该研究系统考察了液固比、钠锂比、反应温度及时间等关键参数对锂转化率的影响。结果表明，在最佳工艺条件下，锂转化率达到94% 以上，碳化沉锂后所得碳酸锂纯度达到99.6%。
KUANG等则选用Na2SO4溶液为浸出介质， 并引入CaO 和NaOH 作添加剂来强化浸出效果，在最优反应条件下，添加CaO 和NaOH 后锂的提取率分别为93.30% 和90.70%，反应原理如式（16）所示。向浸出液中加入适量石灰和碳酸钠可使溶液中的锂以Li2CO3形式沉出，过滤后得到含Na2SO4的母液可循环使用，进一步提高了该工艺的经济性。
ALHADAD等研究了β- 锂辉石在NaCl、KCl 等体系中的高压浸出；NaCl 工艺优化后锂提取率可达92.9% 以上，但KCl 体系并不能有效地回收锂，这是因为K+体积较大，是Li+的2.6 倍、Na+ 的1.48 倍，离子交换不能在晶体维度上保持如此大的尺寸增加，因此K+在非熔融态下并不能有效地置换Li+，所以有关压煮法提锂的研究更多集中于钠盐的 利用。
SONG 等借鉴了拜耳法处理铝土矿的思路，提出了使用高浓度NaOH 在高温高压条件下直接浸出α- 锂辉石提锂的工艺（图9）。工艺中以CaO 为添加剂，可在减少碱耗的同时脱除溶液中的硅，并使 α- 锂辉石的分解效率显著提升。CaO 与矿石的质量比、NaOH 浓度和浸出温度对锂提取率均有显著影响，最佳条件下锂提取率可达到93.3%。同时该研究采用了磷酸盐沉淀法回收锂，并成功实现了碱液的稳定循环利用。反应式为：
QIU 等研究发现，α- 锂辉石可被NaOH溶液直接分解，其中锂元素在一定条件下以固相形式转化为中间产物Li2SiO3。在搅拌转速500 r/min、浸出温度250 ℃，NaOH 初始质量浓度25%、浸出时间24 h 的条件下，Li2O的总提取率为87.3%，其中Li2O到液相的浸出率为7.6%，转化为Li2SiO3的提取率为79.7%。ZHU等针对氢氧化钠压煮后得到的富Li2SiO3残渣进行了常温酸浸提锂研究，并对以盐酸和硫酸作浸出剂的效果进行了对比。结果表明，硫酸在锂提取效率、酸耗及后续杂质控制方面表现更优，在30 ℃ 下反应10 min 即可得到87.3% 的锂提取率，最后再用Na2CO3沉淀即可得Li2CO3产品。部分研究还将该工艺与有价副产物的合成相结合，利用体系中富含硅铝的废渣合成沸石，进一步提升了该工艺的经济性，并实现了全面的资源化利用。整体而言，NaOH压煮法避免了传统工艺所需的高温焙烧，生产流程短且资源利用率高，但该法对工艺设备要求严格，需要耐高温高压反应器，因此其规模化应用还需进一步完善。
目前，以碳酸钠为介质的碱性压煮法在国内企业（如赣锋锂业）中有成功的工业化应用，但硫酸法仍是主流提锂工艺。
湿法冶金各工艺优缺点总结如表3所示。近年来，锂辉石的湿法冶金工艺以其低能耗和较为温和的反应条件，成为替代传统火法焙烧的新兴方向。氢氟酸浸出及混酸浸出工艺可在低温（~100 ℃）下进行，但其会产生大量的含氟废水，难以处理；碱性压煮法可有效避免废水处置问题，且具有流程短、成本低等优势，已成为最具潜力的锂辉石低碳绿色技术，但是该技术目前受限于高温高压条件，对设备要求较高，因此，亟需进一步优化反应条件，在温和条件下实现锂的高效绿色提取。
生物冶金作为一种新兴的提锂技术，因其低能耗和环境友好的特点而备受关注。该方法利用微生物或其代谢产物对锂辉石进行浸出。
早在1997 年，REZZA 等便对异养微生物从锂辉石中提锂的过程进行了探究。通过分析测试紫色青霉菌、黑曲霉和红色酵母菌3 种微生物的提锂效果发现，在环境中营养物极度受限时，锂的浸出和在生物量中的积累效率均可得到显著提升。随后，该团队进一步探究了上述异养微生物的浸出机制。研究发现，黑曲霉和紫色青霉菌的浸出机制主要与它们产生的低分子量可溶性代谢产物有关。其中，黑曲霉的提锂作用与有机酸（主要是草酸和柠檬酸）的产生有关；而紫色青霉菌的浸出则主要由其产生的除有机酸之外的其他代谢物介导。红色酵母菌的浸出提锂作用不仅与其代谢活动有关，还需通过其细胞囊和细胞壁中的大分子物质与矿物的直接接触发挥作用。
KIRK 等利用嗜酸性微生物浸出法对锂辉石、锂云母和贾达石3 种含锂矿物进行了提锂试验。研究发现，虽然使用氧化亚铁硫杆菌浸出对锂云母和锂辉石的提锂效果有限（低于14%），但其显著提高了贾达石中锂的浸出率（21 d 内超过50%），表明该方法对贾达石具有特定的应用潜力。此外，研究通过动力学模型和微观分析，揭示了生物浸出过程中存在的非化学作用机制，并指出浸出产物中硼酸的形成可能对未来工业化应用构成环境与健康风险，为后续研究提供了重要方向。
综上所述，微生物提锂技术目前仍处于实验室研究阶段，其主要优势在于能耗低、环境友好，但该技术也面临着浸出速率慢、锂提取率有待提高等挑战， 需要进一步研究以开发高效的生物浸出强化技术。
熔盐冶金法提锂的核心在于以熔盐作为反应介质，利用其高反应性，在相对温和的条件下实现锂辉石晶体结构的活化和锂的提取，旨在克服传统火法工艺中存在的能耗高等问题。OSEN 等在熔融氯化物体系（CaCl2-NaCl-KCl）中，使用氯气对锂辉石原矿进行氯化，能够实现100% 的提锂效率。该技术相比于传统氯化焙烧法，可在更低的温度（727 ℃）下进行，且锂提取率更高。此外，该方法产生的氯化锂可以直接作为后续电解制备金属锂的原料，大大简化了后续处理流程。因此，这项研究展示了熔盐氯化法作为一种提取锂的可行性替代方案。
总体而言，熔盐冶金法在节能、流程简化等方面展现出显著优势。然而，其仍面临熔盐回收利用、设备腐蚀以及放大应用等技术挑战，需要未来进一步的研究与突破。
机械活化是一种通过对矿物施加机械能（如高能球磨）来破坏其晶体结构、提高其化学反应活性的技术。早在1990 年，BERGER 等的研究表明，对 β- 锂辉石进行机械活化可使其晶体结构发生显著变形，形成非晶态相，从而显著提升其化学反应性。
近年来，研究者们将机械活化与碱性浸出工艺相结合，取得了显著进展。祝悦等和LIU 等通过机械活化法强化锂辉石在碱性水热体系中的矿相重构过程，在250 ℃ 条件下直接处理α- 锂辉石，实现了90.18% 的锂提取率，大大简化了工艺流程，降低了因高温焙烧所需的能耗。此外，机械活化不仅可用于锂辉石提锂，还可应用于其他含锂硅酸盐矿物。NECKE等的研究证实，机械化学处理同样适用于锂云母和透锂长石，并且在锂提取的同时，副产物可用于合成具有高附加值的沸石材料。
电化学提锂通过在电解质溶液中施加电场来促进锂辉石中锂离子的溶出。ZHANG等开发了一种由电化学直接浸出α- 锂辉石的方法，通过设计使用三维高通量集电器，该法可在室温下的0.5 mol/L 硫酸溶液中直接提取锂，并能够实现92.2% 的锂提取效率。该研究发现，过氧化氢有助于促进电子转移并改变反应路径，能够显著降低浸出电位。同时，该法较传统湿法冶金工艺能耗锐减了近90%，这对绿色温和提锂新工艺的发展具有重要意义。
目前，锂辉石提锂技术正朝着低能耗、环境友好和高效化的方向发展。在传统火法和湿法冶金工艺不断优化的同时，以机械活化、生物冶金、熔盐冶金和电化学提锂为代表的新型工艺展现出巨大发展潜力。展望未来，锂辉石提锂技术的持续创新将聚焦于以下几个方面。
1）多技术协同集成发展
传统火法和湿法冶金将不再是孤立的生产方式，而是通过与其他前沿技术的集成来突破自身瓶颈。例如，将微波强化、机械活化等强化技术应用于传统焙烧或浸出过程，从而达到降低所需能耗和反应温度的目的，形成更高效、更具可持续性的集成化工艺， 以应对新能源产业对锂产品日益增长的需求。
2）新型技术持续优化创新
以生物冶金、熔盐冶金和电化学法为代表的新型提锂技术，仍需不断完善和改进。目前生物浸出技术因提锂效率低、作用时间长等因素仍停留在实验室阶段，短时间内难以实现大规模的工业化应用，未来应进一步探究其强化浸出机理，优化提取效率；熔盐冶金因其能够实现较低温度活化而具有良好的发展前景，未来应聚焦于新型熔盐体系的开发以及熔盐回收利用等关键技术的突破，以提高其经济性和环保性；电化学法由于其高效性和清洁性，具有巨大的发展潜力，为促进锂离子的定向迁移，研究开发具有高选择性和高催化活性的新型电极材料具有重要意义。此外，实现电化学提锂的规模化应用需要保证体系中的高传质效率，因此设计高效的三维电极结构和反应器对解决规模化应用中的通量问题至关重要。
3）资源综合利用与循环经济
锂辉石提锂技术还应着重关注资源的综合利用以及循环经济理念，未来还需继续深入研究锂辉石尾矿及浸出渣中有价伴生组分的精细化分离与回收技术，并积极探索其在制备高附加值功能材料（如合成高岭石）等方面的应用潜力，以期实现锂辉石资源价值的最大化和全组分协同利用。其次在具体生产中，要关注相关组分的循环利用及“三废”的处理，以期降低成本及环境负荷，践行绿色可持续的发展理念。同时还可对不同提锂工艺进行生命周期评价（LCA） 和技术经济分析（TEA）的对比研究，为技术的发展优化提供更全面的视角。
吕页清，副研究员。长期从事能源金属的高效清洁提取与资源化利用，主持和参与国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院先导项目等8项，获省部级一等奖2项，发表论文10余篇，申请发明专利40余件。
王溪梦，中国科学院过程工程研究所材料与化工专业硕士研究生。研究方向为碱介质中机械活化强化锂辉石提锂工艺及优化，致力于通过机械化学协同强化，系统性研究从锂浸出、脱硅净化到锂产品回收的绿色工艺流程。
