【副产元明粉行业】碳酸锂生产工艺简介
2023-11-27 15:24阅读：
碳酸锂，一种无机化合物，化学式为Li2CO3，为无色单斜晶系结晶体或白色粉末。
锂被称为“白色石油”。（欢迎搜索微信号“ymfhyzx”添加关注元明粉行业资讯公众平台）
近年来，我国锂资源与电池产业得到了快速发展。我国是世界锂储量排名第二的国家，从锂矿物中制备碳酸锂的生产工艺联产无水硫酸钠（副产元明粉）、硅铝粉等实现了资源的综合回收与利用。中国锂电池产能位居世界首位，其副产元明粉产量逐年提高，在各行业副产元明粉中占据更重要位置。
随着“碳中和”目标的推进，新能源行业持续发展，碳酸锂作为新能源汽车动力电池和储能电池的核心原材料，需求量显著增长。我国凭借全球最完整的锂电产业链和新能源汽车市场的体量优势，成为碳酸锂全球最大的生产和消费国。
锂是生产动力电池的重要原材料，其广泛应用于电动汽车电池等领域。中国地质调查局首次发布的《全球锂、钴、镍、锡、钾盐矿产资源储量评估报告》显示，锂全球储量前三位的国家为智利、澳大利亚和阿根廷，占全球储量的68%。美国地质调查局的报告显示，2022年全球锂资源量9800万吨，锂储量2600万吨。
全球锂矿资源分为液体锂矿和固体锂矿，其中65%存在于液体锂矿中，36%存在于固体锂矿中。硬岩型锂矿主要包括锂辉石、锂云母、透锂长石、锂黏土等固体锂矿。国外锂辉石矿主要集中在澳大利亚西部，美国的北卡罗纳州夏洛特的国王山，巴西、爱尔兰、加拿大、俄罗斯也有锂辉石矿分布，非洲刚果AVZ有一处2亿吨原矿储量的大型锂辉石矿，澳大利亚的锂辉石中伴有少量的锂云母矿，非洲的纳米比亚、尼日利亚、刚果以及西班牙西部等地也有锂云母储量，但储量不大。（欢迎搜索微信号“ymfhyzx”添加关注元明粉行业资讯公众平台）
我国锂矿资源虽然丰富，但是由于盐湖锂矿的镁锂比高，盐湖提锂的技术尚未成熟，资
源开发利用受环境和技术的双重制约。国内锂辉石矿方面，四川甘孜州及阿坝地区有较大锂辉石矿。湖南平江、江西宁都、新疆可可托海有少量锂辉石矿。锂云母矿主要在中国的宜春地区。
碳酸锂生产工艺简介
碳酸锂的生产方式主要包括冶炼、提纯和回收三部分。其中，冶炼提锂超过80%。碳酸锂主要冶炼原料有锂辉石、锂云母与盐湖卤水三种类型，2022年产量分别为13.3万吨、10.4万吨和7.4万吨，占比分别为35%、28%和19%。不同的原料来源也衍生出不同的提锂工艺，锂辉石和锂云母等矿石系的提锂主要以高温煅烧混料为核心，盐湖卤水提锂则以过滤沉淀为主要流程
。
锂矿石提取锂需要高温分解过程，能耗较高，提锂后产生的大量酸性或碱性固体废渣会对环境造成污染，开采成本高，同时矿石锂储量较少，但矿石工艺技术成熟，产品质量稳定可靠，对生产高质量电池级产品具有绝对优势，且矿石提锂过程灵活，易于同时生产多种锂化合物。同时，随着科学技术的进步，新技术和新设备的出现为矿石提锂的可持续发展提供了强劲推动力。
相比而言，卤水锂资源总量大，卤水生产锂盐的成本比较低，但全球卤水资源多位于高海拔的偏远干旱地区，盐田建设面积大、投资大、生产周期长，易受天气影响，副产品多，原料品位低，物料处理量大，锂的回收率低，取得开采许可的要求高，所以世界盐湖锂盐生产的扩张速度偏慢。
（欢迎搜索微信号“ymfhyzx”添加关注元明粉行业资讯公众平台）
矿石提锂
目前，具有工业开采价值且应用较规模化的锂矿石原料，主要还是锂辉石和锂云母。锂辉石常与石英和长石等脉石矿物共生形成伟晶岩锂辉石矿，是最重要且储量最大的锂矿石资源，锂辉石一直是提锂的主要原料。
图为锂辉石硫酸法提锂生产工艺流程
第一，锂辉石提锂。硫酸法处理锂辉石精矿是目前应用最为广泛的矿石提锂工艺，工艺过程易于控制，产品质量稳定可靠，该法经过多年的发展和完善，工艺已经相对成熟。该工艺在国内锂盐生产企业有着广泛应用，如天齐锂业、赣锋锂业、雅化集团、容汇锂业等。
（欢迎搜索微信号“ymfhyzx”添加关注元明粉行业资讯公众平台）
第二，锂云母提锂。锂云母提锂方法主要有石灰石焙烧法、硫酸焙烧法、硫酸盐焙烧法、氯化焙烧法和压煮法。早期锂云母提锂主要采用石灰石焙烧法，由于除杂过程复杂、废渣量大等缺点已逐渐被淘汰。目前，江西宜春地区的企业多采用硫酸盐焙烧法进行生产，初期主要采用硫酸钾，现通过使用硫酸钠、硫酸钠钾等进行替代，进一步降低了生产成本。
第三，卤水提锂。盐湖提锂的技术多样，化繁为简，可分为提锂环节（富集、分离、浓缩）和沉锂环节，其中技术的核心主要在于提锂，最后的沉锂较为成熟和同质化。盐湖提锂的经典流程是“老卤提锂”，在抽取原卤及先后经过钠、钾盐池后，再从层层富集的老卤溶液中进行提锂。
第四，沉淀法。沉淀法是研究最早、最为成熟、应用最广泛的盐湖提锂工艺。
第五，吸附法。吸附法是目前盐湖提锂中应用较为广泛且最具实用前景的工艺之一，主要依靠对锂离子具有特定吸附能力的吸附剂来实现锂离子的分离，之后用洗脱剂将锂离子洗脱而形成锂离子溶液，再加入碳酸钠后沉淀形成碳酸锂。
（欢迎搜索微信号“ymfhyzx”添加关注元明粉行业资讯公众平台）
第六，膜分离法。膜分离法的技术原理是在压力的作用下，利用膜的选择性分离功能将料液不同成分进行分离，提取锂等一价离子，分离镁、钙、硫酸根等二价和多价杂质离子的工艺。
第七，萃取法。萃取法需要先对老卤进行酸化，然后加入磷酸三丁酯等有机溶剂形成萃合物，在酸洗后使用盐酸进行反萃取以提升溶液中的锂浓度。
第八，煅烧法。煅烧浸取法的部分主要流程与大部分矿石的冶炼方法类似，先将卤水脱硼，蒸发浓缩得到水氯镁石和氯化锂的固体混合物，再进行高温煅烧（450—900）、水浸分离氧化镁、纯碱沉淀分离获得碳酸锂。
第九，太阳池法。盐梯度太阳池法是针对低镁锂比、高浓度碳酸盐型盐湖的一种工艺。目前，该提锂工艺已被西藏扎布耶锂业高科技有限公司应用于扎布耶盐湖的生产，年产达到3000—5000吨，扎布耶因此也成为我国最大的锂工业生产基地之一。
（欢迎搜索微信号“ymfhyzx”添加关注元明粉行业资讯公众平台）
（欢迎搜索微信号“ymfhyzx”添加关注元明粉行业资讯公众平台）
