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

成分复杂等特点。上述因素决定了我国盐湖卤水提锂技术要求高、工艺复杂、成本高。

2青海盐湖卤水提锂工艺

由于青海盐湖普遍存在高镁锂比特性，镁锂比从几十到几百，甚至上千，镁锂比相对较小的东台吉乃尔盐湖老卤中的镁锂比也达到了20∶1，解决镁锂高效分离提取技术，是开发我国盐湖锂资源的关键问题。青海盐湖卤水提锂产业起步较晚，通过多年的探索和研究，卤水提锂技术方面也取得了一定进展。

目前，青海省盐湖锂资源开发处在初级阶段，只进行了碳酸锂初级产品的开发且开发利用的水平参差不齐。目前，青海盐湖提锂工艺主要由吸附法、电渗析法、煅烧法、溶剂萃取法等。

2.1 煅烧法生产工艺

煅烧法生产工艺是针对高镁锂比卤水提出的技术。由于老卤为富锂的水氯镁石饱和溶液。由于水氯镁石在550℃以上分解成氧化镁和氯化氢气体，在此条件下氯化锂不分解。将煅烧后的烧结物浸取，锂盐易溶于水则进入溶液，浸取液中硫酸根、镁和少量硼等杂质，滤液净化后经蒸发、加碱沉淀烘干就可以得到碳酸锂产品。工艺流程图如图1 所示

图1 煅烧法提锂工艺流程图

该工艺具有能耗较高，煅烧过程中产生大量的氯化氢气体，设备腐蚀严重，对设备的材质要求较高，环保压力大，环保投入高，锂收率低，产生大量低品位的氧化镁废渣等特点，不符合循环经济发展理念，正逐步被淘汰。

2.2 吸附法生产工艺

吸附法生产工艺首先利用锂离子选择性吸附剂将卤水中的锂离子吸附提取，然后将锂离子洗脱下来，达到锂离子与其他离子分离的目的，经深度除杂、蒸发浓缩后用于后续工序转化利用。对于锂含量较低的卤水，吸附法是较好的方法。此法的关键是选用锂离子选择性高、吸附容量大、材料稳定性高等吸附性能优良的吸附材料。工艺流程图见图2。

图2 吸附法提锂工艺流程图

该工艺具有工艺简单，安全度高、绿色环保等优势。但工艺对吸附剂的要求较高，吸附剂的造粒和溶损比较严重，吸附剂的成本较高，此外吸附剂具有在10℃以下时丧失吸附能力的特性，因此需要对卤水和洗脱用水加热，由此带来蒸汽能耗比较高，含锂的脱洗液锂含量较低，需要大规模的盐田滩晒，且脱洗液矿化度较低，在滩晒过程中对盐田的防渗要求较高，盐田成本也较高，总体生产成本较高。

2.3溶剂萃取法提锂工艺

溶剂萃取法是从低品位卤水中提取锂的一种方法，通常采用TBP （磷酸三丁酯）等有机物为萃取剂，氯化铁为络合剂，盐酸为反萃取剂，经多级逆流萃取洗涤、反萃取、洗酸等工序，萃取液排放，反萃后的有机相返回萃取阶段使用。得到的反萃液经蒸发浓缩、除杂、加碱沉锂制取碳酸锂或除杂后喷雾干燥制取氯化锂。工艺流程见图

图3 萃取法提锂工艺流程图

该工艺具有萃取阶段镁锂分离效果好，锂的收率高等优势，但萃取过程中需要大量水，反萃液蒸发浓缩能耗高，稀酸对设备腐蚀严重，使用大量的有机物，易产生爆炸等安全事故。

2.4 膜分离法

用具有选择透过性能的薄膜，在外力推动下对双组分或多组分溶质和溶剂进行分离、提纯、浓缩的方法，统称为膜分离法。膜分离技

术在盐湖提锂中应用主要是镁锂分离和锂的浓缩。工艺流程见图4

图4 膜法工艺流程图

膜法工艺具有镁锂分离效果好，无三废排放，工艺绿色环保，无

高压、易燃、易爆等危险工序，工艺安全度高，工艺流程短，生产成

本低。膜法工艺对膜的质量、性能要求较高，长期依赖进口，随着国内膜制

造技术的发展，这一局面正逐步改善。

3提锂工艺在青海盐湖的应用

3.1 煅烧工艺在青海盐湖提锂中的应用

煅烧工艺在青海东台吉乃尔盐湖和西台吉乃尔盐湖都有应用。

2007 年和2011 年分别在东、西台吉乃尔盐湖建成煅烧工艺生产线。

2007年至2011年断断续续生产了5 年，共生产碳酸锂3000多吨，2011 年后由于设备腐蚀严重，成本居高不下等原因，该装置停止了生产，随着东

台吉乃尔盐湖锂资源整合工作结束，目前，煅烧工艺彻底退出了东台吉乃尔盐湖。2015 下半年随着锂电产业爆发式的发展，碳酸锂价格一路飙涨，

西台吉乃尔盐湖该套装置开始进入恢复生产状态，并于2016年5月份恢复生产，目前月产能为150吨左右，产品为工业级碳酸锂。

3.2 吸附法生产工艺在青海盐湖的应用

察尔汗盐湖建设的“年产1万吨高纯优质碳酸锂项目”建设总投资为7 亿多。该项目于2008 年11 月建成，2009 年进入试生产阶段，由于离子吸附剂的溶损，颗粒破损等问题，生产未能连续，2012 年通过引进俄罗斯离子交换吸附法提锂技术，目前正处在产品质量、生产工艺稳定、产

量稳步提高阶段。