我国卤水锂资源及开发技术进展
文章编号:1008-7524(2000)10-0004-03
我国卤水锂资源及开发技术进展
Ξ
王宝才
(青海省化工设计研究院,青海西宁 810008)
摘要:介绍了我国卤水锂资源及开发进展情况,并就盐湖卤水锂资源的开发提出了建议。
关键词:盐湖;卤水锂资源;开发
中图分类号:TD871+.1 文献标识码:A
1 前言
人类自1918年制备出少量金属锂以来,锂及锂盐工业逐步发展。20世纪70年代后,由于锂、锂合金及锂盐化合物独有的优异性能,其在电子、冶金、化工、医药、核能、宇航、能源等领域得到广泛应用,特别是民用工业的锂电池及锂合金的开发应用,备受世人瞩目。目前,锂及锂盐产品的开发和生产直接影响着工业新技术的发展,其应用程度反映着一个国家高新技术产业的发展水平。
锂及锂盐的广泛应用推动着锂矿资源的勘探和开发。近年来,各国在卤水锂资源的勘探方面取得重要进展,探明储量在已发现的经济上可开采的及次经济资源的锂总量中,卤水锂资源占91%。随着资源结构的变化,加之从卤水资源中
提锂具有工艺简单、成本低、市场竞争力强等优点,卤水提锂已成为国外一些锂盐公司开发生产锂盐的主要途径。1996年,各国从卤水资源中生产的锂产品(以Li 2CO 3计)占锂产品总量的85%以上。
我国随着青海柴达木盆地盐湖、西藏扎布耶盐湖勘探程度的提高,卤水矿床中的锂储量已占全国探明锂资源总量的87%。但我国锂盐生产仍以锂辉石等矿石为主,盐湖卤水提锂尚无工业
化装置,制约了我国锂盐工业的进一步发展,加快卤水锂资源开发已显得十分迫切和必要。2 我国卤水锂资源及特征
我国卤水锂资源十分丰富,主要分布在青海和西藏的盐湖地区。
2.1 青海省柴达木盆地锂盐储量及特征
柴达木盆地盐湖锂盐(LiCl 计)储量1520.7万t ,锂盐矿主要赋存于盐湖地表卤水和晶间卤水中,大型卤水矿主要有一里坪、东台吉乃尔和西台吉尔盐湖;中型卤水矿有大柴旦盐湖;察尔汗、大浪滩等盐湖中有较大的锂盐储量,但含量较低、分布较分散。柴达木盆地主要盐湖锂盐储量见表1。
表1 柴达木盆地主要盐湖锂盐储量(万t )
盐湖名称锂盐(LiCl )
东台吉乃尔盐湖55.3西台吉乃尔盐湖267.7察尔汗盐湖995一里坪盐湖178.4大柴旦盐湖
24.3
柴达木盆地主要盐湖的锂含量随盐湖及区段而异。东台吉乃尔盐湖中,湖表卤水锂含量
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4?Ξ收稿日期:2000-08-24
141mg/L,上层晶间卤水锂含量655mg/L,下层晶间卤水锂含量665～982mg/L。西台吉乃尔盐湖湖表卤水锂含量201.5mg/L,晶间卤水锂含量256mg/L。一里坪盐湖上层晶间卤水锂含量213～491mg/L,下层晶间卤水锂含量246～327 mg/L。大柴旦盐湖湖表卤水锂含量84.9mg/L,上层晶间卤水锂含量82mg/L,下层晶间卤水锂含量213mg/L。察尔汗盐湖霍布逊区段锂含量10.3mg/L,察尔汗区段锂含量15.6mg/L,达布逊区段锂含量26.0mg/L,别勒滩区段锂含量124mg/L。柴达木盆地盐湖的一般特征是镁锂比高。
2.2 西藏扎布耶盐湖锂资源及特征
扎布耶盐湖海拔4422m,面积242km2,是世界上三个锂资源超百万t的超大型盐湖之一,该湖锂资源以天然碳酸锂和含锂白云石新变种形式存在,固液相锂储量153万t,其中液相锂储量25万t,卤水中锂含量高达1000～2000mg/L,富含硼、钾、铷、铯、溴等有用元素。其资源特征是镁锂比低(Mg/Li为0.003),优于国内外其他已报道的盐湖锂资源。
此外,我国湖北省和四川省也有少量地下卤水锂资源。
3 盐湖卤水锂资源开发现状及进展
3.1 卤水提锂主要生产技术
利用卤水提锂的方法较多。成熟的生产方法是自然蒸发—碳酸钠沉淀法,其主要原理是利用太阳能将含锂卤水在蒸发池中自然蒸发、浓缩,锂含量达到适当浓度后,用石灰除去卤水中残留的钙镁杂质,然后加入碳酸钠使锂以碳酸锂形式析出。该方法适用于低镁锂比盐湖卤水提锂,1967年在美国银峰盐湖实现工业化,1984年,类似的提锂工艺在智利阿塔卡玛盐湖得到工业化应用。
针对镁锂比高的卤水中锂与镁的分离难题,国外曾进行蒸发—结晶—热分离、离子交换、溶剂萃取、沉淀法等方法的研究,但未见工业化报道。
3.2 我国盐湖卤水提锂技术进展
我国柴达木盆地盐湖镁锂比较高,西藏扎布耶盐湖镁锂比低。中国科学院青海盐湖研究所、中国地质科学院盐湖中心、核工业部化冶研究院等单位进行了多年的提锂研究。针对柴达木盆地锂资源特点,中国科学院青海盐湖研究所长期坚持基础研究和开发工作,开发出多种具有特色的提锂工艺路线,如硫酸盐型的东台吉乃尔盐湖自然能化学加工法,氯化物型的察尔汗盐湖别勒滩区段浓缩卤水萃取法。
该所提出的用TBP溶剂体系从盐湖氯化镁饱和卤水中萃取氯化锂的方法,对高镁卤水中氯化锂具有良好的分离效果,锂的总收率达98%以上,产品纯度98.5%左右,该方法获国家发明专利,已完成50t/a半工业性试验,具有工业化推广价值。
为实现盐湖提钾后老卤的综合利用,核工业部化冶研究院与青海盐湖工业集团合作在察尔汗盐湖进行了吸附法提锂工艺研究,已完成扩大试验,得到合格产品,总回收率90%以上。
近年来,中国地质科学院盐湖中心对西藏扎布耶盐湖锂资源的利用进行了大量工作,在扎布耶湖畔建设了6000m2的盐田,经日晒浓缩,得到含碳酸锂的混盐。并对混盐进行选矿、化工处理研究,确定了擦洗—分离—水浸—碳化—热解制取碳酸锂新工艺,获得理想的技术经济指标。混盐选矿72h半工业性试验效果稳定,得到的碳酸锂精矿品位76.86%,锂回收率72.91%。水浸—碳化—热解流程试验效果良好,可有效地除去各种杂质得到符合国标的碳酸锂产品,实验室回收率达93%以上,具有工艺简单、生产成本低、产品质量好等优点。目前,已提取99%以上的Li2CO3数百kg。据报道,西藏扎布耶盐湖提锂成本约1万元/t Li2CO3(约10元/kg)。美国市场碳酸锂价格 2/b(约 4.4/kg),可见,具有很强的市场竞争力。
4 对我国盐湖卤水提锂工作的想法和建议
4.1 加大资金投入,强化卤水锂资源开发
盐湖卤水锂资源是我国今后发展锂盐工业最重要资源基础,柴达木盆地盐湖高镁锂分离技术的成果和西藏扎布耶盐湖提锂技术的成功,为我国锂盐工业参与国际竞争带来了新的希望。但由
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5
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于青海柴达木盆地盐湖和西藏扎布耶盐湖均处偏远高寒地区,环境艰苦,基础设施差,科研成果转化难度大。各级政府和有关部门应进一步加大资金投入,加大对已有成果进行工业性试验的支持力度,推动盐湖卤水提锂产业化。
4.2 盐湖卤水锂资源开发中要注重综合利用
我国盐湖卤水资源中,伴有钾、硼、镁、铯、铷等有用元素,开发过程中要尽可能综合利用,提高资源利用率,节省开发成本,提高经济效益。
4.3 加强二次锂盐的开发研究
盐湖卤水中提取的碳酸锂、氯化锂虽可直接应用于陶瓷、玻璃、电池等行业,但附加值较低,经过二次锂盐加工后,不仅可满足相关行业对锂盐品种的需求,附加值也大幅度提高。西北核技术研究院开发成功的六氟磷酸锂新产品,已由西安中富集团投资兴建30t/a生产线,建成后产值可达2.3亿元,利税3800万元,附加值极高。因此,在卤水锂资源开发的同时,应特别重视二次锂盐品种的开发研究。
4.4 加强国际交流,吸引国外资金和技术
在卤水提锂、二次锂盐加工方面应顺应国际化发展趋势,与国外一些锂盐公司加强合作交流,在科研、生产技术和项目建设等方面进行合作开发,合资建设,吸收国外的先进技术和资金,为我所用,促进我国盐湖卤水提锂及二次锂盐产业的发展。
5 参考文献(略)
Lithium2bearing brine resources
status and its progress of development technology in China
WAN G Bao2cai
(Qinghai Province Design and Research Institute for
Chemical Industry,Xining Qinghai810008,China)
Abstract:The status of lithium2bearing brine resources and its progress of development technology in China was introduced.The suggestions on developing lithium2bearing brine resources in China was put forward.
K eyw ords:salt lake;lithium2bearing brine resources;development
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国内外从盐湖卤水中提锂工艺技术研究进展
国内外从盐湖卤水中提锂工艺技术研究进展 * 刘元会1,2 邓天龙1* * (1.中国科学院青海盐湖研究所,西宁810008;2.中国科学院研究生院,北京100039) 摘 要:金属锂及其化合物在能源和新材料方面具有重大应用前景,盐湖卤水提锂将成为21世纪锂盐生产的主攻方向。本文综合分析了国内外盐湖卤水提锂的工艺技术,提出了盐湖卤水提锂的发展趋势。关键词:盐湖卤水 锂资源 提锂 碳酸锂 *资金项目:中国科学院/百人计划0项目(0560051057)资助。**通讯作者:邓天龙,E 2mail:tldeng@https://www.360docs.net/doc/629009839.html, 。 Progresses on the Process and Technique of Lithium Recovery from Salt Lake Brines Around the World * LIU Yuanhui 1,2 DENG Tianlong 1* * (1.Qinghai Institute of Salt Lakes,Chinese Academy of Sciences,Xining 810008; 2.Graduate University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100039) Abstr act:Metallic lithium and its compounds have bright prospects in the fields of energy sources and new materials.In t he new century,it will be a new approach to recover lithium from salt lake brines for the industr y of lithium salts.In the paper,the processes and techniques for lithium r ecovery from salt lake brines were synthetically analyzed,and the devel 2opmental trend for lithium separation from salt lake brines was also pointed out.Key words:salt lake br ine,lithium resources,lithium r ecovery,lithium carbonate 前言 自然界中的锂资源主要赋存于花岗伟晶岩型矿床、盐湖卤水、海水及地热水中。据统计,盐湖卤水锂资源储量约占锂资源总量的70~80%,因此盐湖卤水提锂将成为锂盐生产的主攻方向。近年来,智利的阿塔卡玛(Atacama)盐湖,美国的西尔斯(Sear 2les)湖,银峰(Silver Peak)湖地下卤水和阿根廷Hombe Muerto 盐湖,形成较强的生产能力。目前,全球从卤水中生产的锂盐产品(以碳酸锂计)已占锂产品总量的85%以上。 阿塔卡玛盐湖资源的开发是九十年代世界盐湖资源开发的典范之一。随着1997年智利敏萨尔公司对阿塔卡玛盐湖锂盐的成功开发,其碳酸锂产品以其质量好、成本低(<1000$/t Li 2CO 3不到),已占领了国际锂盐市场。近年来,我国逐步加强盐湖化工生产,但盐湖资源综合利用程度低、加之锂镁比高而被排放废弃,既造成了资源的浪费,也严重地制约了盐湖产业的发展。 纵观国内外从盐湖卤水中提取锂盐的工艺技术方法,归纳起来主要有沉淀法、萃取法、离子交换吸 附法、碳化法、煅烧浸取法、许氏法和电渗析法等。其中沉淀法、萃取法、离子交换吸附法和碳化法研究得广泛深入,是主要的盐湖卤水提锂方法,从卤水中提取锂盐在工业上一般都是采用蒸发)结晶)沉淀法,该法的最终产品一般都是碳酸锂。本文针对国内外盐湖卤水提锂研究进展进行了归纳总结。 1 沉淀法 沉淀法从盐湖卤水中提锂包括碳酸盐沉淀法、铝酸盐沉淀法、水合硫酸锂结晶沉淀法以及最近出现的硼镁、硼锂共沉淀法等方法。1.1 碳酸盐沉淀法 碳酸盐沉淀法从盐湖卤水中提锂是最早研究并已在工业上应用的方法,该方法是将工业纯碱加入浓缩的盐湖卤水中使锂以碳酸锂形式析出。此法适宜于低镁锂比的盐湖卤水提锂。美国西尔斯湖、银峰锂矿及智利阿塔卡玛盐湖都采用此方法开发Li 2CO 3产品。Minsal 公司开发智利Atacama 盐湖卤水生产碳酸锂采取的工艺是:利用太阳能将卤水先后在氯化钠池和钾石盐池中沉淀出NaCl 和KCl, 第28卷2006年10月 第5期 69-75页 世界科技研究与发展 WORLD SCI 2TECH R&D Vol.28Oct.2006 No.5 pp.69-75
2021年盐湖卤水提锂技术综述之令狐采学创编
盐湖卤水提锂技术文献综述 欧阳光明（2021.03.07） 1.从盐湖卤水中提取碳酸锂的生产工艺 早期的锂盐大都从矿石中提取，但随着高品位锂矿石的不断减少和矿石提锂的成本不断提高，盐湖提锂逐渐引起人们的关注。盐湖提锂是从上个世纪70年代开始研发，到90年代国外公司在盐湖提锂技术上取得了突破，盐湖资源得到综合利用，经核算后，其碳酸锂的生产成本大大低于矿石提锂，推动了盐湖提锂的发展。目前盐湖提锂的生产工艺主要有溶剂萃取法、沉淀法、吸附法、煅烧浸取法、碳化法和电滲析法等。 1.1溶剂萃取法 溶剂萃取技术是利用锂离子在液相和有机相中分配比不同而使锂离子得到纯化或浓缩。因为锂离子的水合能力很强，因此在萃取时通常要加入盐析剂来降低锂离子的水合能力。从卤水中萃取锂的体系可以分为单一萃取体系和协同萃取体系。最典型的萃取体系是磺化煤油萃取体系，其基本原理如下： FeCl3+Cl=FeCl4(11) 2TBP + Li+ + FeCl4= LiFeCl4· 2TBP (萃取)(13) LiFeCl4· 2TBP +HCl = HFeCl4· 2TBP+LiCI (反萃) (14)
式中FeCl3为络合剂；TBP为萃取剂；HCl为反萃剂，浓度为69mol/L。通过多级萃取、反萃，得到氯化锂溶液，除杂浓缩后用碳酸钠沉锂制取碳酸锂。 ?此方法的优点是锂萃取率高，镁锂分离效果好，可以从高镁/锂比盐湖卤水中提取碳酸锂，并且在工艺上可行； ?其缺点是萃取剂价格昂贵且损失严重，萃取过程中需处理的卤水量大，设备腐烛较大，在生产过程中容易对盐湖和周边 地区造成污染。 1.2沉淀法 沉淀法是向卤水中加入沉淀剂制备碳酸锂的方法，主要包括碳酸盐沉淀法、铝酸盐沉淀法和硼锂共沉淀法。 (1)碳酸盐沉淀法： 碳酸盐沉淀法从卤水中提取碳酸锂己经实现了工业化应用，其工艺方法是先将卤水蒸发浓缩，再经酸化脱硼，然后除去剩余的钙镁等杂质离子，最后加入碳酸钠沉淀析出碳酸锂。美国Minsal公司首先应用此方法开发Atacama盐湖，其生产工艺流程如图11所示。 该工艺主要处理镁含量较低的卤水，处理高镁/锂比卤水耗碱量过大。经过近些年不断的改进，该方法已成为从镁含量较低的卤水中提取锂盐的主要方法。 近年来，已有将该方法用于从高镁/锂比水中提锂的相关报道：首先将盐湖晶间卤水进行自然蒸发浓缩，先析出部分氯化钠；然后
盐湖卤水提锂技术综述
盐湖卤水提锂技术文献综述 1.从盐湖卤水中提取碳酸锂的生产工艺 早期的锂盐大都从矿石中提取，但随着高品位锂矿石的不断减少和矿石提锂的成本不断提高，盐湖提锂逐渐引起人们的关注。盐湖提锂是从上个世纪70年代开始研发，到90年代国外公司在盐湖提锂技术上取得了突破，盐湖资源得到综合利用，经核算后，其碳酸锂的生产成本大大低于矿石提锂，推动了盐湖提锂的发展。目前盐湖提锂的生产工艺主要有溶剂萃取法、沉淀法、吸附法、煅烧浸取法、碳化法和电滲析法等。 1.1溶剂萃取法 溶剂萃取技术是利用锂离子在液相和有机相中分配比不同而使锂离子得到纯化或浓缩。因为锂离子的水合能力很强，因此在萃取时通常要加入盐析剂来降低锂离子的水合能力。从卤水中萃取锂的体系可以分为单一萃取体系和协同萃取体系。最典型的萃取体系是磺化煤油萃取体系，其基本原理如下： FeCl3+Cl-=FeCl4- (1-1) 2TBP + Li+ + FeCl4-= LiFeCl4·2TBP (萃取) (1-3) LiFeCl4·2TBP +HCl = HFeCl4·2TBP+LiCI (反萃) (1-4) 式中FeCl3为络合剂；TBP为萃取剂；HCl为反萃剂，浓度为6-9mol/L。通过多级萃取、反萃，得到氯化锂溶液，除杂浓缩后用碳酸钠沉锂制
取碳酸锂。 此方法的优点是锂萃取率高，镁锂分离效果好，可以从高镁/锂比盐湖卤水中提取碳酸锂，并且在工艺上可行； 其缺点是萃取剂价格昂贵且损失严重，萃取过程中需处理的卤水量大，设备腐烛较大，在生产过程中容易对盐湖和周边 地区造成污染。 1.2沉淀法 沉淀法是向卤水中加入沉淀剂制备碳酸锂的方法，主要包括碳酸盐沉淀法、铝酸盐沉淀法和硼锂共沉淀法。 (1)碳酸盐沉淀法： 碳酸盐沉淀法从卤水中提取碳酸锂己经实现了工业化应用，其工艺方法是先将卤水蒸发浓缩，再经酸化脱硼，然后除去剩余的钙镁等杂质离子，最后加入碳酸钠沉淀析出碳酸锂。美国Minsal公司首先应用此方法开发Atacama盐湖，其生产工艺流程如图1-1所示。
盐湖卤水提锂技术综述
盐湖卤水提锂技术文献综述 1、从盐湖卤水中提取碳酸锂得生产工艺 早期得锂盐大都从矿石中提取,但随着高品位锂矿石得不断减少与矿石提锂得成本不断提高,盐湖提锂逐渐引起人们得关注。盐湖提锂就是从上个世纪70年代开始研发,到90年代国外公司在盐湖提锂技术上取得了突破,盐湖资源得到综合利用,经核算后,其碳酸锂得生产成本大大低于矿石提锂,推动了盐湖提锂得发展。目前盐湖提锂得生产工艺主要有溶剂萃取法、沉淀法、吸附法、煅烧浸取法、碳化法与电滲析法等。 1、1溶剂萃取法 溶剂萃取技术就是利用锂离子在液相与有机相中分配比不同而使锂离子得到纯化或浓缩。因为锂离子得水合能力很强,因此在萃取时通常要加入盐析剂来降低锂离子得水合能力。从卤水中萃取锂得体系可以分为单一萃取体系与协同萃取体系。最典型得萃取体系就是磺化煤油萃取体系,其基本原理如下: FeCl3+Cl-=FeCl4- (1-1) 2TBP + Li+ + FeCl4-= LiFeCl4·2TBP (萃取) (1-3) LiFeCl4·2TBP +HCl = HFeCl4·2TBP+LiCI (反萃) (1-4) 式中FeCl3为络合剂;TBP为萃取剂;HCl为反萃剂,浓度为6-9mol/L。通过多级萃取、反萃,得到氯化锂溶液,除杂浓缩后用碳酸钠沉锂制取
碳酸锂。 ?此方法得优点就是锂萃取率高,镁锂分离效果好,可以从高镁/锂比盐湖卤水中提取碳酸锂,并且在工艺上可行; ?其缺点就是萃取剂价格昂贵且损失严重,萃取过程中需处理得卤水量大,设备腐烛较大,在生产过程中容易对盐湖与周边 地区造成污染。 1、2沉淀法 沉淀法就是向卤水中加入沉淀剂制备碳酸锂得方法,主要包括碳酸盐沉淀法、铝酸盐沉淀法与硼锂共沉淀法。 (1)碳酸盐沉淀法: 碳酸盐沉淀法从卤水中提取碳酸锂己经实现了工业化应用,其工艺方法就是先将卤水蒸发浓缩,再经酸化脱硼,然后除去剩余得钙镁等杂质离子,最后加入碳酸钠沉淀析出碳酸锂。美国Minsal公司首先应用此方法开发Atacama盐湖,其生产工艺流程如图1-1所示。
盐湖锂资源开发现状及盐湖提锂技术发展与成本演变
1817年，阿尔费特森在分析斯德哥尔摩附近的透锂长石时，发现一种新金属，随后以其老师瑞典化学家贝齐里乌斯的名字给这种金属命名为Lithium，元素符号为Li（锂）。作为原子量最小的金属元素，锂具有极强的电化学活性，化学性质也极为活泼。因此，锂可以非常轻松的与其他材料产生反应，形成各种合金，广泛应用于各种领域。 锂在地壳中的含量约为0.0065%（大约600万亿吨，当然人类很难将整个地壳都开采完），在丰富度排名中位居第27位，虽然其被成为“稀有金属”，但从自然界的含量来看，并不属于稀有之列，锂之所以“稀有”，不在于存量，而在于其提纯难度。 目前的技术水平，使得大量锂矿物不具有开发价值，比如海水中的锂（海水中的锂储量约为2600亿吨），由于浓度太低，难以提取。行业一致观点认为，锂既可以以固体矿物资源状态存在，也可以以液体矿床资源状态存在。固体锂矿又以伟晶岩型锂矿床和沉积型锂矿床两种赋存状态存在，液体锂矿是指卤水型锂矿床，主要赋存于盐湖卤水、海水、油田卤水和井卤水中。 一、盐湖锂资源及开发现状 全球范围内能够被开发利用的锂矿床有两种，一种是盐湖卤水锂矿床，另外一种是岩石锂矿床，其中盐湖卤水锂资源占资源总量的70%以上，主要分布在智利、玻利维亚、阿根廷、中国等地。 我国的锂盐湖资源主要分布在青海和西藏两地，其中，青海盐湖资源中已编入矿产储量的锂矿产地10处，保有氯化锂储量2447.38万t。有察尔汗盐湖及别勒滩矿区2个特大型矿床，西台、东台吉乃尔湖和一里坪矿区3个超大型矿床，10个盐湖中锂含量达到工业品位的锂资源892万t，可供开发利用。 西藏盐湖资源主要分布在藏西北地区，其中卤水锂含量达到边界工业品位的盐湖有80个，其中大型以上的有8个，LiCl资源储量为1738.34万t。主要矿床有扎布耶、龙木错、
盐湖卤水提锂技术综述上课讲义
盐湖卤水提锂技术综 述
盐湖卤水提锂技术文献综述 1.从盐湖卤水中提取碳酸锂的生产工艺 早期的锂盐大都从矿石中提取，但随着高品位锂矿石的不断减少和矿石提锂的成本不断提高，盐湖提锂逐渐引起人们的关注。盐湖提锂是从上个世纪70年代开始研发，到90年代国外公司在盐湖提锂技术上取得了突破，盐湖资源得到综合利用，经核算后，其碳酸锂的生产成本大大低于矿石提锂，推动了盐湖提锂的发展。目前盐湖提锂的生产工艺主要有溶剂萃取法、沉淀法、吸附法、煅烧浸取法、碳化法和电滲析法等。 1.1溶剂萃取法 溶剂萃取技术是利用锂离子在液相和有机相中分配比不同而使锂离子得到纯化或浓缩。因为锂离子的水合能力很强，因此在萃取时通常要加入盐析剂来降低锂离子的水合能力。从卤水中萃取锂的体系可以分为单一萃取体系和协同萃取体系。最典型的萃取体系是磺化煤油萃取体系，其基本原理如下： FeCl3+Cl-=FeCl4- (1-1) 2TBP + Li+ + FeCl4-= LiFeCl4· 2TBP (萃取) (1-3) LiFeCl4· 2TBP +HCl = HFeCl4· 2TBP+LiCI (反萃) (1-4)
式中FeCl3为络合剂；TBP为萃取剂；HCl为反萃剂，浓度为6-9mol/L。通过多级萃取、反萃，得到氯化锂溶液，除杂浓缩后用碳酸钠沉锂制取碳酸锂。 ?此方法的优点是锂萃取率高，镁锂分离效果好，可以从高镁/锂比盐湖卤水中提取碳酸锂，并且在工艺上可行； ?其缺点是萃取剂价格昂贵且损失严重，萃取过程中需处理的卤水量大，设备腐烛较大，在生产过程中容易对盐湖和周边 地区造成污染。 1.2沉淀法 沉淀法是向卤水中加入沉淀剂制备碳酸锂的方法，主要包括碳酸盐沉淀法、铝酸盐沉淀法和硼锂共沉淀法。 (1)碳酸盐沉淀法： 碳酸盐沉淀法从卤水中提取碳酸锂己经实现了工业化应用，其工艺方法是先将卤水蒸发浓缩，再经酸化脱硼，然后除去剩余的钙镁等杂质离子，最后加入碳酸钠沉淀析出碳酸锂。美国Minsal公司首先应用此方法开发Atacama盐湖，其生产工艺流程如图1-1所示。
盐湖锂资源分离提取方法研究进展.
专论与综述 盐湖锂资源分离提取方法研究进展 * 贾旭宏 1, 2 , 李丽娟 1 , 曾忠明 1 , 刘志启 1, 2 , 张波 1, 2 (1中国科学院青海盐湖研究所 , 中国科学院盐湖资源与化学重点实验室 , 青海西宁 810008; 2中国科学院研究生院 , 北京 100049 摘要 :介绍了我国盐湖卤水锂资源的特点和开发现状 , 对目前国内外盐湖卤水提锂的方法和技术的进展情况进行了综述和 评价 , 指出了适合我国盐湖卤水提锂的方法和今后的重点研究方向 , 希望能够为我国卤水锂资源的开发利用提供借鉴。 关键词 :盐湖锂资源 ; 卤水提锂 ; 开发技术 ; 综合利用 Progress of the M ethod -develop m ent of Separating and Extracti ng L ith i u m fro m Bri ne L akes *
JI A X u -hong 1, 2, LI L i -juan 1, ZE NG Zhong -m ing 1, LI U Zhi -qi 1, 2, Z HANG B o 1, 2 (1Key Laboratory of Salt Lake Resources and Che m istr y , Q i n gha i I nstitute of Salt La kes , C AS , Q inghaiX ini n g 810008; 2Graduate Un i v ersity of Chinese A cade m y o f Sciences , Be ijing 100049, Ch i n a Abst ract :The characteristics and explo ita ti o n sta t u s quo o f lith i u m resources i n do m estic sa lt lakes w ere introduced . The status quo and progress on ex traction m ethods of lit h i u m fr o m salt lake br i n es at ho m e and abroad w ere no t on l y re vie w ed but also evaluated . Furt h er m ore , the suitable m ethod of extracti n g lithium fro m sa lt lake bri n es and future research directions w ere po i n ted ou, t in hope o f prov iding so m e reference fo r the explo itati o n o f our do m estic lith i u m resources i n salt lakes . K ey w ords :lith i u m resources in sa lt lakes ; lith i u m extraction in br i n e ; pr ocessi n g techn i q ue ; integ rated utilization * 基金项目 :中国科学院科技创新资助项目 (编号 :2008-34 。 作者简介 :贾旭宏 (1985-, 男 , 汉族 , 甘肃人 , 主要从事盐湖提锂新工艺研 究。 :(, , E -m a i i l ac . cn 锂是 1817年由瑞典著名化学家贝齐里斯的学生阿尔费特逊 (August A r f w edson 在分析一种矿石的成分时发现的 [1]。近年来 , 世界对锂产品的消费量一直呈较快的增长趋势。锂是目前已知最轻、半径最小的银白色碱金属 , 因此锂及其化合物有许多特有的优良性能 , 用途非常广泛 [2]。锂及其化合物已广泛应用于玻璃、陶瓷、润滑、电子、冶金、医药、制冷、航空航天等行业和
盐湖提锂 开题报告
一、课题研究背景 锂是自然界中最轻的银白色金属，具有极强的电化学活性，被公认为“推动世界进步的能源金属”．其金属和盐类是国民经济和国防建设中具有重要意义的战略物资，也是与人们生活息息相关的新型绿色能源材料，广泛用于玻璃、陶瓷、润滑剂、制冷剂、冶金、制药和化学试剂等行业． 近年来，随着锂电池技术的发展及其在核聚变发电领域中的应用，锂的应用得到快速发展，其国际需求量以每年7％-11％的速度持续增长，然而世界陆地锂资源已经略见颓态，相比之下海水锂资源非常巨大，是陆地上锂总量的15000多倍。 然而由于海水中锂浓度很低，仅0.17mg/L，同时又与大量的同族碱金属和碱土金属离子共存，给海水提锂带来极大的困难； 因此，提锂还是以锂矿石和盐湖为主。我国对锂资源的提取目前主要集中在锂矿石，从液体锂矿中生产锂产品尚不足我国锂产品总量的1/10。由于对锂的需求量一直呈上升趋势，从盐湖提锂将成为必然的趋势。 我国锂资源比较丰富,主要分布于青藏高原的盐湖中。其中西藏的锂资源主要呈碳酸盐型,集中于藏北西部的扎布耶盐湖和东部的班戈-杜佳里湖,锂资源量分别为837万t和50万t。柴达木盆地现已查明有11个盐湖,主要分布于察尔汗、一里坪、西台吉乃尔、东台吉乃尔、大柴旦等五个盐湖中,相关的锂盐储量见下表。上述盐湖锂储量大、品位高,因而被誉为“锂海”。 盐湖中Li+常以微量形式与大量的碱金属、碱土金属离子共存。由于他们的化学性质非常相近,使得从中分离提取锂十分困难。 目前世界上多以碳酸锂、氯化锂是形式从盐湖中将锂提取出来 二、盐湖提锂技术 人类自1981年制备出少量金属锂以来，锂及其锂盐工业发展迅速，由于锂、锂合金及锂盐化合物独有的优异性能，使其在电子、冶金、化工、医药、玻璃、陶瓷、焊接等领域的得到了泛的应用。近年来锂资源的开发利用已经成为国际上科研与工业界所共同关注的热门话题，成为是推动现代化与科技产业发展的重要元素。锂及其盐类的早期应刚，仅局限于医药、玻璃、陶瓷和搪瓷工业，50年代中期，美国原子能委员会因核武器工业的发展急需大量氢氧化锂，锂工业获得了
青海盐湖锂资源及提锂技术概述
化工能源 化 工 设 计 通 讯 Chemical Energy Chemical Engineering Design Communications ·190· 第45卷第6期 2019年6月 在现代科技高速发展的今天，锂作为一种活泼的碱金属在各行各业都有着重要的用途，例如在可以制作锂电池、固体燃料、飞机润滑剂、制冷剂等，其最重要的用途是作为新兴的核工业的能源。锂产量的高低，在一定程度上影响着新兴工业的发展，制约新技术的产生，所以国际上一般评价一个国家高新技术产业水平的重要指标就是锂产品消费量。 近几年，随着电子科技行业的飞速发展，锂产品在市场上的需求量呈高速增长态势，增长速度高达每年10%。在我国，锂资源的储量非常丰富，主要分布在青海、西藏盐湖中，特别是青海盐湖，初步探测青海湖的锂资源储量为2 447.38万吨，大约占我国锂资源总储量的83%，同时青海湖的锂资源储量也占全世界锂总储量的60%以上。西藏盐湖虽然也富含锂资源，但地理条件恶劣，以现有的工业技术手段很难有效的开采，因此，我国开采锂资源的重要基地便是青海盐湖了。1 青海盐湖的锂资源概述 1.1 锂资源的分布情况 目前经过探测，青海盐湖锂资源编入矿产储量丰富地段的多达10处之多，但因为地质环境、气候环境等原因，主要开采的地段是一里坪盐湖、西台吉乃尔盐湖、察尔汗盐湖的察尔汗矿区、别勒滩矿区、大柴旦湖以及东台吉乃尔盐湖。 1.2 卤水水化学特征 青海盐湖按其含锂卤水阴离子的不同可分为硫酸盐型盐湖和氯化物型盐湖，不同类型的盐湖其卤水水化学特征各有不同，硫酸盐型盐湖通常情况下镁锂比高于氯化物型盐湖。 青海盐湖卤水锂资源虽然总量高，但由于镁锂比高，杂质多等特点，所以锂含量的品位低，而导致锂含量低的这些因素直接影响着我国对锂资源的开采，要想获得大量的锂资源，必须要提高盐湖卤水提锂技术，优化提锂工艺。2 青海盐湖卤水提锂工艺 高镁锂比是制约青海盐湖开采锂资源的主要因素，镁锂比在（20∶1）～（1 200∶1）之间，开发我国青海盐湖锂资源的核心在于如何解决镁锂的高效分离。青海盐湖卤水提锂技术起步较晚，目前还处于开发的初级阶段，但通过近几年的发展，青海盐湖在卤水提锂技术上也取得了一定的成果，也摸索出一些卤水提锂的工艺，目前较为成熟的方法包括煅烧法、选择性分离膜法、吸附法、溶剂萃取法等。 2.1 吸附法 吸附法提锂工艺是把对锂离子具有选择吸附的材料作为吸附剂，其工作原理是让卤水中的锂离子吸附在吸附材料上，接着用洗脱液将锂离子从吸附材料上洗脱，之后分离锂离子与杂质，最后再将含锂离子的洗脱液浓缩，得到可以转化的锂资源。吸附法适用于锂含量低的卤水。如何选择吸附量大、选择性高、性质稳定的吸附材料是本法的关键。 吸附法的主要优势是操作简单、绿色环保、安全性高，但这种方法对吸附材料有特殊的要求、因此成本较高，且这样的吸附材料不易寻找，导致总体生产成本较高。2008年吸附法提锂技术开始在察尔汗盐湖使用，初期在颗粒破损、吸附材料溶损方面都存在一系列的问题，为了解决这些问题，科研团队又从俄罗斯引进离子交换吸附法，以提升提锂技术，由此吸附法提锂技术迎来事业的春天。 2.2 煅烧法 煅烧法提锂工艺的主要提锂对象是高镁锂比卤水，高镁 锂比卤水为富锂的水氯镁石饱和溶液，这种原料只有温度在550℃以上的时候才会开始分解，分解后生成氧化镁固体和生成氯化氢气体，550℃下不发生化学反应。把煅烧后的煅烧物浸泡，锂盐易溶于水，去除不溶物的杂质，将过滤后的液体进行净化，经蒸发、加碱、沉淀等程序后，再将滤液烘干便提取了碳酸锂。 煅烧法提锂工艺是一个高耗能过程，且煅烧过程中会产生大量的氯化氢气体，会对设备造成严重腐蚀，环保压力大，锂收率低，产生且会产生大量的废渣，违背绿色经济的发展理念，面临淘汰。这种卤水提锂技术在2007—2011年青海盐湖的东台吉乃尔和西台吉乃尔都有应用，后来因为设备腐蚀严重，成本过高等原因，煅烧法彻底退出东台吉乃尔盐湖的历史舞台，西台吉乃尔盐湖2016年之后重新开始应用。 2.3 膜分离法 膜分离法的工作原理是选择透过性能的薄膜，通过外力的推动作用，把含有双组分或多组分的溶质、溶剂进行分离、提纯、浓缩的过程。青海盐湖提锂目前应用最广的膜分离法，便是镁锂分离和锂溶液的浓缩。 此法的分离效果好，没有废渣、废弃、废水的排放，绿色环保，流程中无危险操作，生产成本低。局限之处是对膜的质量和性能有较高要求。膜分离法是在西台吉乃尔盐湖2010年开始立项研究，经过科研团队反复实验和改进，最终开发出的盐湖卤水中深层分离纳滤膜技术，经过不断改进工艺和 （下转第207页） 摘 要：总结了目前青海盐湖锂资源分布的现状及青海盐湖水独特的化学特性，并将几种常用的卤水提锂技术进行了优点和缺点分析，同时将这些技术在青海盐湖的应用情况进行分析。目的在于发现最优的卤水提锂技术。对比发现，东台吉乃尔盐湖的离子选择性分离膜法和察尔汗盐湖采用的吸附法提锂工艺较为常用，是青海盐湖提锂的主要技术。 关键词：青海盐湖；锂资源；提锂技术；离子选择性膜；吸附中图分类号：TS396.5 文献标志码：B 文章编号：1003-6490（2019）06-0190-02 Lithium Resources and Lithium Extraction Technology in Qinghai Salt Lake Cao Zhao-jiang ，Gao Min ，Ning Zhan-yu ，Wang Wen Abstract ：The author summarizes the present situation of lithium resources distribution in Qinghai Salt Lake and the unique chemical characteristics of Qinghai Salt Lake water ，and analyses the advantages and disadvantages of several commonly used brine lithium extraction technologies ，and at the same time analyses the application of these technologies in Qinghai Salt Lake.The aim is to fi nd out the best technology for extracting lithium from brine ，and to fi nd that the ion selective separation membrane method in Dongtai Jinair Salt Lake and the adsorption method in Chaerhan Salt Lake are commonly used ，which are the main technology for extracting lithium from Qinghai Salt Lake. Key words ：Qinghai salt lake ；lithium resources ；lithium extraction technology ；ion selective membrane ；adsorption 青海盐湖锂资源及提锂技术概述 曹兆江，高 敏，宁占玉，王 雯 （青海锂业有限公司，青海格尔木 816000） 收稿日期：2019-03-14作者简介： 曹兆江（1991—），男，甘肃白银人，主要研究方向盐湖 资源开发存在的问题和对策。（暂无职称）
盐湖卤水提锂技术综述
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盐湖卤水提锂技术文献综述 1.从盐湖卤水中提取碳酸锂的生产工艺 早期的锂盐大都从矿石中提取，但随着高品位锂矿石的不断减少和矿石提锂的成本不断提高，盐湖提锂逐渐引起人们的关注。盐湖提锂是从上个世纪70年代开始研发，到90年代国外公司在盐湖提锂技术上取得了突破，盐湖资源得到综合利用，经核算后，其碳酸锂的生产成本大大低于矿石提锂，推动了盐湖提锂的发展。目前盐湖提锂的生产工艺主要有溶剂萃取法、沉淀法、吸附法、煅烧浸取法、碳化法和电渗析法等。 溶剂萃取法 溶剂萃取技术是利用锂离子在液相和有机相中分配比不同而使锂离子得到纯化或浓缩。因为锂离子的水合能力很强，因此在萃取时通常要加入盐析剂来降低锂离子的水合能力。从卤水中萃取锂的体系可以分为单一萃取体系和协同萃取体系。最典型的萃取体系是磺化煤油萃取体系，其基本原理如下： FeCl3+Cl-=FeCl4- (1-1) 2TBP + Li+ + FeCl4-= LiFeCl4· 2TBP (萃取) (1-3) LiFeCl4· 2TBP +HCl = HFeCl4· 2TBP+LiCI (反萃) (1-4)
式中FeCl3为络合剂；TBP为萃取剂；HCl为反萃剂，浓度为6-9mol/L。通过多级萃取、反萃，得到氯化锂溶液，除杂浓缩后用碳酸钠沉锂制取碳酸锂。 此方法的优点是锂萃取率高，镁锂分离效果好，可以从高镁 /锂比盐湖卤水中提取碳酸锂，并且在工艺上可行； 其缺点是萃取剂价格昂贵且损失严重，萃取过程中需处理的 卤水量大，设备腐烛较大，在生产过程中容易对盐湖和周边 地区造成污染。 沉淀法 沉淀法是向卤水中加入沉淀剂制备碳酸锂的方法，主要包括碳酸盐沉淀法、铝酸盐沉淀法和硼锂共沉淀法。 (1)碳酸盐沉淀法： 碳酸盐沉淀法从卤水中提取碳酸锂己经实现了工业化应用，其工艺方法是先将卤水蒸发浓缩，再经酸化脱硼，然后除去剩余的钙镁等杂质离子，最后加入碳酸钠沉淀析出碳酸锂。美国Minsal公司首先应用此方法开发Atacama盐湖，其生产工艺流程如图1-1所示。
卤水提锂的萃取体系概述.
卤水提锂的萃取体系概述 张金才1,2,王敏2,戴静1,2 (1.中国科学院研究生院,北京100039;2.中国科学院青海盐湖研究所,青海西宁810008 摘要:介绍了国内外萃取法在含锂溶液,尤其在卤水中提取锂的部分研究进展情况,重点对各种萃取体系的机理和特点进行了说明,并对今后我国盐湖卤水萃取法提锂研究的方向进行了总结。关键词:锂;萃取;卤水 中图分类号:T Q131.11文献标识码:A 文章编号:1008-858X (200501-0042-07 0前言 近年来,由于金属锂具有比重最轻,化学活性强等特性,金属锂及某些锂的化合物在电池、致冷剂、润滑剂、受控核聚变反应等多方面的应用越来越广泛,对锂的需求量越来越大。另外,由于从溶液中生产锂的工艺简单、相对固体矿成本较低,所以盐湖卤水、海水、地下水逐渐成为国内外提取锂的研究焦点,其中以盐湖卤水等原料提取锂盐的份额逐年增加。 我国盐湖资源非常丰富,目前已探明的锂资源工业储量占世界第二,仅次于玻利维亚,其中青海和西藏盐湖卤水锂的远景储量与世界其他国家已探明的总储量相当[1]。然而,与国外许多盐湖卤水相比我国盐湖卤水镁锂的比值普遍偏高,从500到1800不等[2]。只有有效的将卤水中的镁锂分开,才可以达到提锂的目的,这也一直是困扰国内外研究者的技术难题。
溶剂萃取法作为当前国内外非常热门的盐湖提锂新技术,是利用有机溶剂对锂的特殊萃取性能达到提锂目的。该方法可以有效地分离碱金属和碱土金属,是一种比较有研究前途的提取锂的方法。萃取法提取锂早在20世纪30年代就被注意过,直到60年代才发展起来,其 研究的关键是寻找价格合适、对锂具有高选择性的萃取剂。到目前为止,对于溶液或盐湖卤水中提取锂的萃取剂及萃取体系的研究,大致 集中在以下几个方面:醇、酮及β-双酮类、有机磷类、季胺盐-偶氮类离子螯合-缔合类、冠醚类、肽菁类等,下面做具体介绍。 1醇、酮及β-双酮类萃取体系 醇类和酮类中被应用过的物质包括丙醇、异丙醇、戊醇、异戊醇、2-乙基己醇、丙酮、环己酮、甲基异丁基甲酮等。该类物质是最早用于萃取锂的萃取剂,其中2-乙基己醇和甲基异丁基甲酮在一些工厂中还被应用过。 曾经有人用戊醇从碱金属和碱土金属氯化物中分离氯化锂,共使用了20种有机溶剂,从用氯化钠溶液加压提取β-锂辉石中的锂而得的溶液中(含LiCl 、K Cl 、CaCl 2、MgCl 2、Fe 2O 3等萃取锂,结果得出,100%纯的正丁醇是最好的萃取剂,后者可萃取90%的LiCl ,且纯度可达99%。1937年Bardet 等从北大西洋的含锂200 微克/升的海水中,用戊醇从NaCl 中萃取分离锂[3]。E pstein 等用AlCl 3加石灰乳沉淀死海卤水中锂为铝酸锂,用盐酸溶解铝酸锂后,再依据 收稿日期:2004-08-03 作者简介:张金才(1975-,男,山东茌平人,在读硕士研究生,主要研究方向:盐湖硼资源的提取分离研究. 第13卷第1期2005年3月盐湖研究JOURNA L OF S A LT LAKE RESE ARCH
青海盐湖锂资源及提锂技术概述
青海盐湖锂资源及提锂技术概述锂是一种重要的战略性资源物质，它广泛应用于电池、陶瓷、玻璃、铝、润滑剂、制冷剂及核工业等新兴领域，是现代高科技产品不可或缺的重要原料。锂产品的开发与生产在某种程度上直接影响着工业新技术的发展，其消费量标志着一个国家高新技术产业的发展水平。特别是近几年锂电池工业发展迅速，市场对锂的需求每年10%的速率快速增长。我国锂资源储量丰富，主要分布在青海和西藏的盐湖中。位于青藏高原上的柴达木盆地矿产资源（特别是盐湖资源）十分丰富被誉为“聚宝盆”，盐湖中锂储量约为2447.38万吨（以氯化锂计），占我国锂资源总储量的83%，占世界锂资源总储量的1／3。由于地理环境及工业薄弱基础的限制，开发西藏盐湖锂资源比较困难，因此青海盐湖必将成为我国锂资源供应的重要基地。 1青海盐湖锂资源概况 1.1青海盐湖锂资源的分布 青海盐湖资源中已编入矿产储量的锂矿产地共有10 处，但主要分布在察尔汗盐湖察尔汗矿区、察尔汗盐湖别勒滩矿区、大柴旦湖、东台吉乃尔盐湖、西台吉乃尔盐湖和一里坪盐湖6 个矿区。其中察尔汗盐湖及别勒滩矿区为2个特大型矿床，西、东台吉乃尔盐湖和一里坪矿区为3 个超大型矿床。详见表1。
表1 青海盐湖卤水矿床锂资源储量表 1.2卤水水化学特征及卤水性质 根据含锂卤水中阴离子组成，青海盐湖分为硫酸盐型和氯化物型，以硫酸盐型为主且多以硫酸镁亚型存在。不同类型的盐湖其卤水水化学特征和卤水性质各有不同，详见表2。 表2 工业品位盐湖卤水锂资源特性 注：老卤是指高镁锂盐湖卤水滩晒浓缩到最后的卤水 相比于国外盐湖，我国盐湖卤水锂资源具有总量高、锂含量品位低、镁锂比高（40∶ 1～1200∶ 1）且卤水中伴生硼、钾、镁、钠等众多元素
国外卤水锂资源及开发现状
国外卤水锂资源及开发现状 盐湖卤水提锂发展至今已有20年左右的历史。由于盐湖卤水提锂工艺简单、能耗低、成本低,如此显著的优势,使盐湖锂资源的开发倍受青睐。国外利用盐湖卤水进行锂盐开发利用的有:美国的西尔斯(Searles)湖、银峰(SilverPeak)地下卤水、阿根廷的翁布雷穆尔托(HombreMuerto)盐沼和智利阿塔卡玛(Atacama)盐湖等。锂储量大但尚未生产的有:美国的大盐湖(The Great SaltLake)、前苏联的卡拉博加斯海湾、以色列和约旦的死海(Dead Sea)及玻利维亚的乌尤尼(Uyuni)盐沼等。 我国是一个锂资源大国,已探明的锂资源工业储量仅次于玻利维亚,约占世界的盐湖锂资源的1/3。我国锂资源主要赋存于盐湖卤水中,卤水锂占79%,仅青海和西藏盐湖卤水锂的远景储量能与世界其他国家已探明的总储量相当,是全球重要的锂资源之一。主要分布于青海柴达木盆地的大柴旦湖、一里坪湖、东台吉乃尔湖、达布逊湖、察尔汗盐湖等多个盐湖及西藏扎布耶湖、扎仓茶卡湖等15个盐湖,各盐湖卤水成分见表]所示。 表中国主要盐湖卤水化学成分 东台吉乃尔盐湖位于青海柴达木盆地的西北部,海拔2700m,气候干燥、降水量小(30. 24mm/a)、蒸发量大(2649. 6mm/a)、风速高、风期长、平均气压低。该盐湖属于硫酸镁亚型盐湖,卤水中锂、硼离子的含量较高,但卤水中镁的含量较高,提锂技术相对较复杂。中国科学院青海盐湖研究所的盐湖工作者已进行了多年的探索和攻关,在卤水提锂技术方面取得了突破性的进展,继2000年“东台盐湖锂矿年产50t碳酸锂试验”后, 2001年又完成了100t碳酸锂工业性试验,使中国典型的高镁锂比盐湖卤水提锂技术难题获得突破,其提锂工艺流程简单、合理,经专家论证,中国卤水提锂技术经济指标属于世界先进水平。在此为基础的“青海盐湖提锂及资源综合利用”的产业化示范生产项目正在建设之中,该项目建成之后,将形成年产能力为碳酸锂3000t、硫酸钾2. 5万t和硼酸2500t。 对我国盐湖锂资源开发的建议 (1)坚持以锂为主,兼顾其它的盐湖资源综合开发原则,提高其综合利用程度。国外盐湖开发的经验说明,盐湖资源的有效开发必须走综合利用之路,单一的开发
我国锂资源开发的生产工艺现状
第４４卷第１３期２０１６年７月 广 州 化 工 ＧｕａｎｇｚｈｏｕＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ Ｖｏｌ．４４Ｎｏ．１３ Ｊｕｌｙ． ２０１６我国锂资源开发的生产工艺现状* 冉敬文１，２，刘 鑫１，裴 军２，尹文旭２ （１中国科学院盐湖资源综合高效利用重点实验室，中国科学院青海盐湖研究所， 青海 西宁 ８１０００８；２黄冈师范学院，湖北 黄冈 ４３８０００） 摘 要：介绍了我国锂资源的概况，开发现状；根据我国锂资源开发的特点，详细阐述了生产碳酸锂的生产工艺，重点讨论了目前卤水提锂试运行的四种工艺，比较了其优缺点，提出了改进方向；探讨了工业化发展中存在的问题，提出了今后研究开发的方向，尖晶石型锰系列吸附剂因具有吸附容量大，吸附解析快，运行成本低，操作方便，适合所有体系等优点是优先发展方向。 关键词：锂资源；生产工艺；优缺点；发展方向 中图分类号：Ｏ６－１ 文献标志码：Ａ文章编号：１００１－９６７７（２０１６）０１３－０００４－０３ *基金项目：中国科学院盐湖资源综合高效利用重点实验室开放基金（Ｎｏ：２０１５０００５１１）。 第一作者：冉敬文（１９７３－），男，特聘教授，主要从事功能材料合成和无机盐的分离提取研究。 ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＬｉｔｈｉｕｍＲｅｓｏｕｒｃｅｉｎＣｈｉｎａ* ＲＡＮＪｉｎｇ－ｗｅｎ１，２，ＬＩＵＸｉｎ１，ＰＥＩＪｕｎ２，ＹＩＮＷｅｎ－ｘｕ２ （１ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅａｎｄＨｉｇｈｌｙＥｆｆｉｃｉｅｎｔＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＳａｌｔＬａｋｅＲｅｓｏｕｒｃｅｓ， ＱｉｎｇｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳａｌｔＬａｋｅ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＱｉｎｇｈａｉＸｉｎｉｎｇ８１０００８； ２ＨｕａｎｇｇａｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＨｕｂｅｉＨｕａｎｇｇａｎｇ４３８０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｇｅｎｅｒａｌｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｌｉｔｈｉｕｍｒｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎＣｈｉｎａｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｌｉｔｈｉｕｍｒｅｓｏｕｒｃｅｓｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆｃａｒｂｏｎａｔｅｌｉｔｈｉｕｍｗｅｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄｉｎｄｅｔａｉｌａｎｄｔｈｅｉｒａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｆｏｕｒｋｉｎｄｓｏｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｅｘｔｒａｃｔｉｎｇｌｉｔｈｉｕｍｆｒｏｍｂｒｉｎｅａｔｐｒｅｓｅｎｔｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｅｘｉｓｔｉｎｇｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｚａｔｉｏｎｗｅｒｅａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｅｄａｎｄｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅｗａｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｓｐｉｎｅｌｔｙｐｅｍａｎｇａｎｅｓｅｓｅｒｉｅｓａｄｓｏｒｂｅｎｔｗａｓａｐｒｉｏｒｉｔｙｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｂｅｃａｕｓｅｉｔｈａｄｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｌａｒｇｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙ，ｆａｓｔａｄｓｏｒｐｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ，ｌｏｗｒｕｎｎｉｎｇｃｏｓｔ，ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒａｌｌｓｙｓｔｅｍｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｉｔｈｉｕｍｒｅｓｏｕｒｃｅｓ；ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓ；ｍｅｒｉｔｓａｎｄｆａｕｌｔｓ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎ 锂及其盐类是国民经济和国防建设中具有重要意义的战略 物资，而我国锂盐产品的生产还远远不能满足国内需求，相当 一部分依赖进口，受制于人。另外，原油燃料在使用过程中排 放大量的二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物，既浪费资源又污染 环境，已对人类生存提出了严峻挑战。因此，改变储能方式， 开发新的能源已迫在眉睫。其中，发展新能源环保汽车及其高 性能、大容量动力电池，已逐步成为全球范围的共识，我国现 有的碳酸锂产能在３．３万吨，其中电池级碳酸锂产能占１／３。 国内碳酸锂的供应量为１．２万吨，市场需求量为１．９万吨。在 此基础上如果每增加１０万辆新能源汽车，将拉动５０００～８０００吨 电池级碳酸锂的需求。预计２０２０年达到１５．５万吨［１］。这也为 锂盐的开发提供了绝好机遇。 １ 锂资源的现状 锂及其化合物广泛应用于国民经济的各个领域，国际市场 上的需求量平均每年以７％～１１％的速度增加，２０１２年中国锂 离子电池产业规模达５５６．８亿元，十二五末增长到了１２５１．５亿 元，复合增长率达３０％以上［２］。我国锂资源相对丰富，从固态 矿来看，江西省宜春市有着丰富的锂矿资源，现探明可用的氧 化锂储量达到２５０万吨，占全国锂矿资源可用储量的５０％以 上，约占全世界的２０％［３］。尽管如此，锂矿石资源存在品位 低，开发成本高等特点，部分矿石需要进口，如江苏银河锂业 年产１７０００万吨碳酸锂完全从奥大利亚进口。而盐湖卤水中蕴 藏丰富的锂资源，占世界锂储量的６６％［４］，目前世界上有智 利、阿根廷、美国、澳大利亚和中国等１０余个国家正从事锂资 源的提取和开发工作，其中智利因其卤水丰富、成分单一、锂 离子含量高、分离提取技术相对简单而占有相当优势，产量逐 年上升，效益可观。我国盐湖卤水中锂资源占总储量的 ８７％［５］，主要分布在青海、西藏、新疆等盐湖卤水中，其中西 藏的锂资源主要呈碳酸盐型，集中于藏北西部的扎布耶盐湖和 东部的班戈—杜佳里湖，锂资源量分别为８３７万吨和５０万 吨［６］。尽管储量丰富，但由于我国盐湖卤水镁锂比高、开采技 术难度大、成本高，难得有经济效益。因此，盐湖卤水提取锂