低品位绿柱石矿高效回收新策略：非晶相调控提升铍浸出率的关键机制研究

为解决低品位铍矿资源利用率低、传统提取工艺能耗高污染大的问题，研究人员通过调控熔炼温度与CaO添加剂比例，系统研究了铍在矿物相中的迁移行为及非晶相转化机制。采用XRD、SEM、FT-IR等技术证实，1300°C下添加35% CaO熔炼2小时可使铍浸出效率达95.97%，残渣铍含量降至0.074%，为铍资源可持续开发提供创新技术路径。

　　

在全球铍资源日益紧缺的背景下，低品位铍矿的高效开发成为行业痛点。铍作为航空航天和高性能合金的关键材料，其需求持续增长，但传统提取工艺面临两大困境：一是高品位铍矿储量有限，二是现行硫酸法和氟化法存在能耗高、污染重的问题。更严峻的是，铍及其化合物被国际癌症研究机构(IARC)列为1类致癌物，职业暴露可能引发慢性铍肺病，美国职业安全与健康管理局(OSHA)已制定更严格的接触限值。这些挑战促使科研人员寻求更高效环保的提取技术。

东北大学的研究团队在《Journal of Environmental Chemical Engineering》发表论文，创新性地提出通过非晶相调控提升低品位绿柱石矿(Be₃Al₂Si₆O₁₈)中铍的回收率。研究采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)分析矿物相变，通过系统优化熔炼温度、CaO添加比例和时间等参数，揭示铍从稳定晶格向活性非晶相转化的关键机制。

实验原料与方法
研究选用新疆某冶炼厂的低品位铍矿（粒径<200目），主要含Si(31.91%)、Al(4.11%)、Be(3.38%)等元素。通过控制CaO添加量（15-35%）、熔炼温度（1100-1300°C）和时间（30-120分钟），结合硫酸浸出实验评估铍回收效率。

矿物特征与相变规律
XRD分析显示原始矿石主要含绿柱石、SiO₂和Fe₂O₃。熔炼后Be-O键红外特征峰位移表明，CaO促使[BeO₄]四面体结构解离，形成活性非晶相。SEM-EDS证实熔体中Ca、Si元素富集区域与铍浸出效率呈正相关。

工艺参数优化
在1300°C、35% CaO条件下熔炼2小时，铍浸出效率达95.97%，残渣中铍含量仅0.074%，主要相变为石膏(CaSO₄·2H₂O)。值得注意的是，熔炼时间30-60分钟即可实现95%以上效率，较传统工艺缩短50%时间。

该研究突破性地证明：适度CaO添加能降低熔融温度并促进绿柱石晶格破坏，使铍转化为易浸出的非晶态中间相。相比传统工艺，新方法省去水淬步骤，能耗降低15%，且残渣毒性显著下降。这一成果为低品位铍矿开发提供理论支撑，对实现铍资源可持续发展具有重要实践意义。研究团队Shuchen Sun、Zhentao Zhou等进一步指出，该技术路线可扩展至其他难处理硅酸盐矿物的资源化利用。