全球盐湖提锂技术的现状与趋势-空间电源所

0.15
0.16 0.069 0.016 0.04 0.035 0.025 0.05 0.13
0.96 (6.4)
1.02 (6.4) 0.097 (1.4) 0.028 (1.4) 0.344 (8.6) 0.651 (18.6) 1.538 (61.5) 1.87 (37.4)
1.65 (11.0)
（酸性） 分离侧
半径 / nm
0.073 0.071
水合能 / kJ mol-1 -517 -1906
2. 青海盐湖提锂发展现状
小结 青海盐湖锂资源尚属丰富，但是锂资源品位比较差，各盐湖的成分也有差
别，开发技术难度也不同；
目前，青海有4家企业开展提锂研发和产业，其中，只有青海锂业和蓝科锂 业处于生产状态；
太阳池（沉淀）法提取、 产业技术成熟
SQM, Chemetall, FMC
太阳池（沉淀）法提取， 中试
西藏矿业, China Sterling
1. 锂资源开发背景 小结
锂需求量的增加取决于电动汽车和储能的发展。今后一段时期内，随着电动汽
车的增加，对锂需求的增加趋势和价格合理上扬趋势不会动摇。
Paul W., et al., J. Industrial Ecology, 15(2011), 760-775.
1. 锂资源开发背景
我国主要盐湖的品位总结
1. 锂资源开发背景 盐湖和矿石提锂工艺比较 提取方法： 矿石（占30%）
资源：美国北卡罗莱纳矿石 刚果（金）Manono矿山 澳大利亚Greenbushes矿山
1. 锂资源开发背景
世界主要盐湖锂矿品位：Mg/Li比
Salt Brine（Nation） Salars de Atacama (Chile SQM)
Salars de Atacama (Chile Chemetall) Salars del Hombre Muerto (Argentina FMC) SilverPeak (America Chemetall) Rincon (Argentina Admiralty) Uyuni (Bolivia) West Taijnar(Qinghai CITIC Guoan Technology Co.,Ltd ) East Taijnar (Qinghai Lithium Co.,Ltd)
4000吨+ -- --
-- --
-- --
+
2015年产量
2. 青海盐湖提锂发展现状 青海盐湖锂资源提取的主要问题 (1) 青海盐湖首先通过盐田晒盐提取钾肥，在存下的老卤中提取 锂。在晒盐过程中锂约损失一半。 (2) 老卤的Mg/Li比非常高，通常在几百，目前缺乏从这么高的 Mg/Li比中提取锂的技术。现有技术回收率不足50%。
1.76 (11.0) 0.952 (13.8) 0.494 (30.9) 1.228 (30.7) 0.854 (24.4) 3.45 (138.0) 2.2 (44.0)
0.05 (0.33)
0.05 (0.31) 0.034 (0.50) 0.008 (0.5) 0.12 (3.0) 0.08 (2.3) 0.038 (1.52) 0.022 (0.44)
1. 锂资源开发背景 锂资源价格预测
C. Grosjean et al. / Renewable and Sustainable Energy Reviews 16(2012)1735-1744
1. 锂资源开发背景 世界锂资源分布
C. Grosjean et al. / Renewable and Sustainable Energy Reviews 16(2012)1735-1744
Zabuye(Tibet Mineral Development Co.,Ltd)
Source：Roskill et al.
Reserves Millon-t Li
Evaporation mm/y
Lithium Contens (%)
Mg % (Mg/Li)
SO4 % (SO4/Li)
B% (B/Li)
2.36 (15.7)
1.97 (12.3) 0.61 (8.84) 0.53 (33.1) 0.75 (18.8) 1.60 (45.7) 0.84 (33.6) 0.38 (7.6)
0.03 (0.23)
0.008 (0.22)
2.228 (17.14)
0.571 (16.3)
Tibet Damxung (China Sterling)
全球盐湖提锂技术的现状与趋势
汤卫平 上海空间电源研究所
内容
1. 锂资源开发背景 2. 青海盐湖提锂发展现状 3. 西藏盐湖提锂发展现状 4. 国外盐湖提锂现状 5. 总结和展望
1. 锂资源开发背景 电池级碳酸锂需求预测
细分领域 3C电子 新能源汽车 电动自行车 电动工具 通信储能 电力储能 航天航空 轨道交通 电池正极材 料种类 钴酸锂 磷酸铁锂 2015年预测 电池规模 （GW） 20 8 电池级碳酸锂 需求（吨） 16,000 5,760 2020年预测 电池规模 （GW） 36 27.8 电池级碳酸锂 需求（吨） 28,800 20,016
企业名称 西藏矿业
盐湖名称 扎布耶盐湖
储量（万吨） Mg/Li比 808 0.2
生产情况
1000吨 -- --
西藏城投
龙木错盐湖
茶卡盐湖
189
189
-- --- --
-- --
3. 西藏盐湖提锂发展现状 扎布盐湖的提锂工艺(太阳池沉淀)
卤水
预晒池
晒池浓缩
富锂成卤
直接获取碳酸锂。 回收效率低、运输困难。
蓝科锂业（中试）
西藏
西藏矿业（中试）
青海柴达木盆地盐湖群面临提取工艺困难的问题.
西藏扎布耶盐湖面临运输困难的问题.
5. 总结和展望 我国青海盐湖提锂工艺问题
1. 水合氧化铝吸附法
nH2O 层状结构 LiCl·2Al(OH)3·
不规则形态吸附位点、立体效应 相对较弱、化学作用弱
蓝科锂业的提锂工艺(选择性提取)
老卤 河水 稀释 吸附 稀 释 卤 水 反渗透初浓缩 太阳能蒸发浓缩 Na2CO3沉淀锂 离心过滤
LiCl·2Al(OH)3·nH2O
排出卤水 水(快速淋洗) 水
吸附剂
淋洗
淋洗锂 沉淀母液 LI2CO3 产品
贫吸附剂
合格淋洗液 Mg树脂深度除Mg
贫洗涤液
转化为LiCl
2. 青海盐湖提锂发展现状 青海锂业的提锂工艺(选择性提取)
卤水
稀释
电辅助离子交换膜法
浓缩
沉淀Li2CO3
过滤
Li2CO3 产品
2. 青海盐湖提锂发展现状
我国青海柴达木盆地盐湖的提锂工艺比较
区域
工艺 离子交 换膜法
方法简介 采用锂离子交换膜进行锂离 子分离 煅烧卤水分解生成 MgO,HCl,LiCl等 利用无定型铝盐同锂盐形成
0.167
2,300
0.035
1. 锂Hale Waihona Puke Baidu源开发背景
世界主要盐湖锂矿品位：锂浓度
影响盐湖锂矿品位指标
锂浓度 Mg/Li比
（智利）
（智利）
（阿根廷） （中国 西藏）（阿根廷）
（中国 青海） （中国 （美国） （美国） （阿根廷） 西藏）
（玻利维亚）
Paul W., et al., J. Industrial Ecology, 15(2011), 760-775.
低Mg/Li比,
Salars de Atacama(智利) SilverPeak(美国)
高Mg/Li 比
乌龙尼(玻利维亚) 东、西台(中国、青海) 察尔汗(中国、青海) 选择性提取、无成熟工艺 中试生产
青海锂业（西部矿业） 青海中信国安 蓝科锂业（盐湖集团）
碳酸型
扎布耶(中国、西藏) 当雄错(中国、西藏)
选择性分离效果不佳
Al(OH)3· nH2O
LiCl H2O
2. 离子交换离膜
有机高分子 不规则形态吸附位点、水合效应、 弱立体和化学作用 离子 Li+ Mg2+
2+ Mg2+ Li+ Mg Mg2+ 2+ 2+ Mg Mg Mg2+ Li+ Mg盐
原液侧 （碱性）
Li+
H+
Li+ Mg2+ H+
Li+ Mg2+
位低，西藏盐湖锂资源品位高。
2. 青海盐湖提锂发展现状
青海主要盐湖锂业公司以及开采盐湖 企业名称 盐湖股份 中信国安 青海锂业 五矿集团 盐湖名称 察尔汗盐湖 西台吉尔乃盐湖 东台吉尔乃盐湖 一里坪盐湖 储量（万吨） Mg/Li比 717 268 248 1800 62 37 生产情况 3000吨+ 中试
三元
磷酸铁锂 磷酸铁锂 磷酸铁锂 磷酸铁锂 磷酸铁锂 磷酸铁锂
3.2
1.5 1.2 1.2 0.1 0.6 0.2 36
2,560
1,080 864 864 72 432 144 27,776
38
4.5 2 6 20 1 0.5 153.3
30,400
3,240 1,440 4,320 14,400 720 360 103,696
利缺点 工艺简单,能耗高。 回收效率低，膜依赖进口。 综合利用盐湖资源。 回收效率低、能耗高，HCl污染 选择性提取锂的工艺。
实用状况 青海锂业 (生产) 青海中信国安 (停产) 阿根廷FMC、
青海
锻烧法 铝酸盐
吸附法
梯度太 阳池
LiCl· 2Al(OH)3·nH2O沉淀 利用Li2CO3浓缩沉淀
回收效率低、工艺不成熟。
占比（%）
71 29 100
我国盐湖锂资源分布:
Li储量（万吨）
青海+ 西藏++ 总量 202.1 171.1 373.2
占比（%）
54 46 100
1. 锂资源开发背景
我国锂资源分布和主要开发盐湖
察尔汗盐湖（青海） 扎布耶盐湖（西藏）
当雄错（西藏） 东西台吉尔乃盐湖（青海） 一里坪盐湖（青海）
路翔股份（四川康 定甲基卡134号脉） 注：黄色区域为盐湖锂资源，红色区域为矿石锂资源
西部资源（广昌头坡里 坑锂辉石矿、广东河源 锂辉石矿）
赣锋锂业（爱尔兰锂矿项 目、阿根廷卤水矿）
1. 锂资源开发背景
我国主要锂资源储量和分布
我国锂资源分布:
Li储量（万吨）
盐湖 矿石 总量 373.1 152.7 525.8
1. 锂资源开发背景
我国主要锂矿资源分布
中信国安（东台 吉尔乃盐湖）
青海锂业（西台 吉尔乃盐湖）
西藏城投（龙木错、茶卡、 色卡执盐湖）
蓝科锂业（察尔 汉盐湖） 众和股份（四川马 尔康当坝锂辉石矿）
江特电机（宜春新坊钽铌 矿、丰县牌楼含锂瓷石）
西藏矿业（扎布 耶盐湖） 天齐锂业（四川措 拉锂辉石）
青海盐湖的锂产能在近期难有大的增加；
限制青海锂业产能扩展的因素，一是资源，老卤供应量依赖气候条件。二 是技术，从高Mg/Li比卤水中的分离技术还没有过关；
目前青海锂回收企业锂回收率低，资源流失严重；
国有企业对盐湖资源的把控也是限制锂产业发展的一个因素。
3. 西藏盐湖提锂发展现状
我国主要盐湖锂业公司以及开采盐湖
全球有较为丰富的锂资源，而且这些资源比较集中，容易进行规模化开采，支 撑全球锂电发展的储量应该是充分的。
锂资源主要分布在南美盐湖群、中国青藏盐湖群和澳洲的锂辉石矿区，资源储
藏的偏在也是激化资源争夺的一个因素。完全没有锂资源的日、韩是推动全球 锂资源争夺的推手。
我国有矿石和盐湖锂资源，盐湖锂资源略大于矿石锂资源。我国青海锂资源品
硫酸法 硫酸盐法 石灰法 氯化焙烧法
锂资源
生产国（地）：集中在中国
盐湖（占70%）
资源： 玻利维亚的乌龙尼盐湖 智利的阿塔卡玛盐湖 中国西藏扎布耶盐湖
提取方法：
太阳池（沉淀）法 吸附法 离子交换膜法
生产国（地）：集中在智利、阿根廷
1. 锂资源开发背景 盐湖种类和提取技术 盐湖
2. 青海盐湖提锂发展现状 中信国安的提锂工艺(综合利用)
老卤
酸化除硼
H3BO3
镁盐池
含锂水氯镁 石饱和溶液
喷淋干燥
水氯镁石 锂钾混盐
煅烧
HCl 气体
吸收
工业HCl
含锂氧 化镁
Na2CO3
Ca(OH)2 含锂 溶液
沉淀 工业级 Li2CO3产品
蒸发浓缩
二次除镁
浸取
沉淀
水
干燥 MgO产品
2. 青海盐湖提锂发展现状
K% (K/Li)
2.100
0.720 0.18-0.36 0.120 0.400 5.500 0.43-0.48 0.090 0.40-1.00
3,200
3,200 2,400 7601,200 1,5002,100 1,200 -2,200 2,600 -3,100 2,600 -3,100 2,300