我国锂工业现状及前景分析

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2011年第30卷第4期·782·

化工进

展

我国锂工业现状及前景分析

雪晶，胡山鹰

（清华大学化学工程系，生态工业研究中心，北京 100084）

摘 要：锂是自然界中最轻的金属元素。金属锂及锂盐在国民经济发展中具有广泛的用途，是重要的战略资源。

在锂产业链中，锂资源经提取后，在各环节分别经加工制得一次锂盐、二次/多次锂盐、金属锂等多种形式的产品。初级加工阶段的产品主要包括碳酸锂、一水氢氧化锂、氯化锂等一次锂盐；进一步加工可制取溴化锂、氟化锂、丁基锂、钴酸锂、金属锂等二次或多次锂产品；各种锂产品可广泛应用于电池、陶瓷、玻璃、合金、润滑剂、制冷剂、医药、核工业及光电等新兴领域。本文基于锂产业链分别介绍了各关键环节锂产品的主要形式、技术状况、工业生产及需求形势，分析了我国锂工业的发展前景：在开采环节应加快对卤水锂提取技术的研发；

在加工环节，应延长锂产业链、发展多元化产品；在回收环节，应着力于再生锂产品的回收，保护环境及资源。

关键词：锂资源；锂产品；产业链

中图分类号：TQ 014 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2011）04–0782–07

Review on lithium industry in China

XUE Jing，HU Shanying

（Department of Chemical Engineering，Center for Industrial Ecology，Tsinghua University，Beijing 100084，China）Abstract：Lithium，the lightest metal element in the world，is an important strategic resource because of its wide use in the national economy. In the industrial chain of lithium and its derivate，lithium is processed to kinds of lithium salts，including the primary products such as Li2CO3，LiOH，LiCl，and the further processed products such as LiBr，LiF，Li，etc.，which can be widely used in the areas of batteries，ceramics，glasses，alloys，lubricants，refrigerants，drugs，nuclear，and photoelectric. In the present work，the techniques，markets，and industrial development conditions of the lithium products in the key production links in the lithium industrial chain were reviewed. Furthermore，the development strategy of the lithium industry was analyzed：the extracting technique of lithium from brine should be improved during the exploring section firstly；then the industrial chain should be further strengthened to diversify the products；the recovery of the renewable lithium products should be paid more attention finally.

Key words：lithium resource；lithium product；industrial chain

锂是自然界中最轻的金属元素。锂产品在高能电池、航空航天、核聚变发电等领域具有重要的用途[1-2]，因此，锂元素被誉为“推动世界前进的重要元素”。近年来随着战略地位的凸显，锂资源受到世界各国的重视。加快锂资源开发，提高锂产业水平，是现阶段我国锂工业迅速发展中的一项崭新内容。而当前我国资源开采利用产业正处于“转型阶段”，即由“粗放型”的传统生产模式向“资源节约型”的循环经济发展模式过渡。作为战略资源，锂产业的发展更应遵循循环经济原则，在全面分析当前锂产业形势的基础上进行合理的开发与规划。本文将从产业链的角度，对现阶段我国锂的工业利

收稿日期：2010-10-10；修改稿日期：2010-12-20。

基金项目：中国博士后基金项目（20090460300）。

第一作者：雪晶（1981—），女，博士。E-mail xuejing@。联系人：胡山鹰，教授。E-mail hxr-dce@。

第4期雪晶等：我国锂工业现状及前景分析·783·

用进行综合评价，逐一分析各关键环节的发展现状及亟待解决的关键问题，并对今后的发展前景进行初步探讨。

1 锂产业概况

1.1 锂资源特点

自然界中的锂主要存在于锂辉石、锂云母和卤水中，天然存在形式主要有碳酸锂和氯化锂。我国是锂资源较丰富的国家，已探明锂资源储量约54万吨（折纯锂），居世界前列[3-4]。我国锂资源的特点主要有以下几点。

（1）资源分布较集中。我国锂辉石主要分布于新疆的可可托海、阿尔泰及四川康定等地；锂云母主要产于江西宜春地区；卤水锂除四川和湖北有少量地下卤水资源外，主要分布于青海和西藏的盐湖中，其中青海柴达木盆地盐湖锂的储量较大。

（2）卤水锂资源占绝对优势。在世界范围内，卤水锂占锂资源总量的1/3[5]；而我国卤水锂所占的比例达79%[6]，是我国锂资源的重要来源。

（3）卤水伴生元素较多。尽管卤水中存在丰富的锂资源，但硼、钾、镁、钠等伴生元素众多，尤其是镁元素的大量存在增加了卤水锂提取的难度。

1.2 锂产业框架

锂资源开采后经一系列加工过程可生产制得多种锂盐产品，构成复杂的锂产业。以加工程度为划分依据，锂产品大致可分为初加工产品及深加工产品。常见的初加工产品包括碳酸锂（Li2CO3）、一水氢氧化锂（LiOH·H2O）、氯化锂（LiCl）；深加工产品主要包括金属锂、锂合金、溴化锂、氟化锂、高纯碳酸锂、铬酸锂、钴酸锂、锰酸锂、硫酸锂、铁酸锂等[7-8]。以锂产品的用途为划分依据，可分为电池用锂产品、金属冶炼用、航空航天用、玻璃陶瓷用、制冷润滑用、医药用锂产品等。不同阶段、不同用途的锂产品均代表了锂资源的流向，共同构成锂产业基本框架，如图1所示。

2 锂产业发展现状

2.1 开采环节

针对矿石锂和卤水锂两种天然存在形式，锂资源的开采方式也分为两种：矿石提锂和卤水提锂。

2.1.1 技术现状

（1）矿石提锂技术以锂矿石为原料制取锂盐的方法主要有硫酸法、硫酸盐法和石灰法[9]，其主

图1 我国锂产业基本框架

图2 锂辉石提锂工艺过程

要工艺过程是将锂矿石加硫酸或硫酸盐、石灰进行烧结，然后进行溶解、过滤提纯，制得成品。以锂辉石为例，提取锂的工艺过程如图2所示。锂辉石原矿开采后，经过球磨粉碎、浮选富集，生产出锂精矿；锂精矿改性后在250 ℃条件下与硫酸混合反应生成硫酸锂；硫酸锂在水中溶解过滤，通过加入苏打粉生成不溶性的碳酸锂固体，分离烘干即得到一次产品碳酸锂。

（2）卤水提锂技术常见的卤水提锂技术主要包括沉淀法、煅烧浸取法、溶剂萃取法、离子交换（吸附）法、盐析法等[10-14]。其中，沉淀法和煅烧浸取法已在工业上得到应用，溶剂萃取法和离子交换法尚处于研究阶段，各方法综合比较见表1。2.1.2 工业现状

由于卤水中锂资源储量更丰富，且成本低于矿石锂的开采，因此卤水提锂已成为锂资源开采的趋势[15]。一般而言，卤水中镁锂比值的高低决定了利用卤水资源生产锂盐的可行性以及锂盐产品的生产成本和经济效益[16]。尽管目前国外卤水提锂已占锂来源的80%以上，然而在我国，由于卤水多具有较高的镁锂比，提取技术仍为行业瓶颈，因此矿石提锂依然是锂资源的重要获取途径。目前我国主要锂产品加工企业原料来源及消耗情况[17]如表2所示。