盐湖卤水提锂工艺技术研究进展

金属锂及其化合物因其优异的物理化学性质,在信息、能源、医药以及军工等领域有着广泛的应用。因岩石矿床中锂资源的含量较低,盐湖卤水成了提锂的重要来源,而如何高效地从盐湖卤水中提取锂资源成为诸多企业所面临的重大问题。现有盐湖卤水提锂的方法主要有沉淀法、溶剂萃取法、吸附法等,综述这些方法的研究进展,在此基础上,进一步提出盐湖卤水提锂工艺技术的发展建议。     

全球锂资源开发利用的现状与思考

近年来,卤水锂的开发成为全球锂资源利用的主流,受资源和技术壁垒的双重约束,锂资源行业的垄断竞争进一步加剧。本文总结了全球锂资源分布及开发利用现状,针对我国锂资源伴生组分多、卤水锂提取技术落后,企业竞争力不足等问题,提出以统筹管理,综合利用和技术创新等方式,提高国内资源利用水平,同时重点关注南美等地境外资源的合理利用,并指出锂资源利用产业链逐步向高端延伸对增强我国锂资源行业国际竞争能力具有战略意义。     

卤水锂资源开发技术进展

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方法和技术的进展情况进行了综述 ,并简介了国外主要盐湖卤水锂资源及其开发所采取的工艺技术 ,希望能够为我国相似的卤水锂资源的开发和综合利用工作提供借鉴     

沉淀法分离高镁锂比盐湖卤水的研究现状

锂及其化合物因具有许多重要的特性而被广泛应用,尤其在新能源(锂电池)领域占有无法替代的地位。中国盐湖锂资源极为丰富,且多为高镁锂比的盐湖卤水,但锂资源的开发利用尚存在技术障碍。为此,结合笔者的研究成果,本文对沉淀法分离提取高镁锂比盐湖卤水的研究现状以及各方法的优缺点进行了归纳总结。     

中国盐湖卤水锂资源禀赋分析与策略建议

研究总结中国盐湖卤水锂资源禀赋特点,从资源量、盐湖卤水成分、提锂技术工艺、盐湖区位等诸方面进行阐述。中国盐湖卤水锂资源丰富,但资源查明率低,镁锂比高,盐湖区位偏远,锂资源尚不能满足国内需求。指出应从国家战略决策、资源调查与勘查以及科技创新制度保障3方面解决供需矛盾的建议：国家决策层面应确认锂矿为能源矿产;调查与勘查层面应重点突破柴达木盆地的盐湖卤水,兼顾四川盆地等深层卤水;科技创新与制度保障层面应做好知识产权保护,汇集智力资源与资本,开展科技攻关。     

锂资源及其开发技术进展

介绍了锂资源概况及其开发工艺 ,对锂的应用和需求作了简要的描述 ,重点介绍了卤水提锂的方法。评述了锂资源开发进展 ,分析了当今提锂技术中存在的一些问题 ,并指出今后锂资源开发的方向     

类锂电池体系在盐湖提锂中的研究进展

随着新能源汽车产业的迅速发展，锂及其化合物的需求量日益增长。世界锂资源中的65%都赋存于盐湖卤水中，从盐湖卤水中选择性提锂越来越受到人们的重视，实现盐湖卤水中锂的绿色、高效提取是新能源汽车产业和锂工业可持续发展的必然选择。锂离子电池材料由于其过渡金属的可氧化还原和锂的可逆循环脱嵌特性，越来越多地被用于盐湖提锂，由此开发出了系列不同的提锂新技术。该综述主要介绍了由不同锂离子电池正极材料所构成的盐湖卤水提锂体系的工作原理、工艺参数和提锂性能，并对利用锂离子电池正极材料从盐湖卤水中选择性提锂的发展及其应用前景进行了展望。      

矿石提锂技术现状与研究进展

锂是新能源产业发展不可或缺的关键矿产原料。2018年锂电池行业的锂消费量占比56%，超过其它行业锂消费量的总和。尽管卤水锂资源总量占据优势，并且卤水提锂成本低于矿石提锂，但2018年以来矿石提锂产量超过卤水提锂产量，未来矿石提锂产量占比仍将进一步提高。基于矿石提锂的举足轻重地位，对锂辉石、锂云母、铁锂云母、透锂长石和磷锂铝石等岩石矿物提锂技术进行综述，总结分析硫酸法、石灰烧结法、硫酸盐法、氯化焙烧法和压煮法在矿石提锂方面的研究进展，指出未来矿石提锂技术趋势是降能耗、降成本。      

全球提锂技术进展

锂离子电池行业的快速发展带动了锂矿资源的大规模勘探和开发利用。对比了全球硬岩锂矿和卤水提锂的工艺，并分析了各种方法的优缺点。硬岩锂矿提锂主要有硫酸焙烧法、石灰烧结法、硫酸盐烧结法、氯化焙烧法四种方法，其中硫酸焙烧法的应用最为广泛；卤水提锂工艺主要有盐田富集法和直接分离法两种，吸附交换技术、膜分离技术、萃取分离技术的突破都有可能根本改变盐湖卤水提锂工艺。国外矿业公司相继开发了一些新技术，还需要工业化运营证明其技术经济可行性。      

中国锂资源开发利用现状及对策建议

从我国锂资源开发利用现状入手,分析我国锂资源产业发展中存在的问题,提出锂产业可持续发展建议。我国锂矿资源主要集中于西藏、新疆、青海、四川、江西,锂矿类型主要为硬岩型和盐湖卤水型。随着近几年对盐湖卤水型锂矿的开发,中国已成为锂资源大国,但受多种因素的影响,我国锂资源开发程度较低,对外依存度高。同时,我国锂消费量逐年提升,也是全球最大锂消费国。我国锂资源产业存在的问题有提锂工艺水平不够高,锂产业结构不合理,卤水型锂矿开发程度较低,冶炼和回收环节资源利用率低,环境污染严重等,建议政府完善产业政策,优化产业结构,企业加强合作,建立产业联盟,加大力度提高生产工艺,提高锂资源利用率,注重环境保护。     

钛酸锂废料回收制备电池级碳酸锂的工艺研究

采用硫酸体系对钛酸锂废料选择性提锂、浸出液除杂沉Li₂CO₃、浸出渣通过固相烧结法制备TiO₂。研究了硫酸浓度、液固比、反应时间等对锂浸出率的影响,锂离子浓度、碳酸钠添加量、反应温度等对Li₂CO₃产品质量的影响。结果表明,最佳酸浸工艺为: 硫酸浓度1.5 mol/L、液固比3∶1、95 ℃下反应2 h,此时锂浸出率为96.80%; 最佳沉锂工艺为: 在净化液Li+浓度27 g/L、碳酸钠添加量为理论值的1.10倍、沉锂温度95 ℃、反应时间40 min,此条件下得到的碳酸锂产品主含量大于99.65%,达到行业电池级碳酸锂要求。本工艺锂浸出率高,无废液产生,工艺流程短,操作简单,成本较低,可为钛酸锂废料的综合回收提供借鉴。     

磷酸盐沉淀法从低浓度含锂溶液中回收锂的研究

采用磷酸盐沉淀法从低锂高盐溶液中沉淀锂, 研究了pH值、温度、磷酸三钠用量以及盐效应对锂沉淀率的影响。结果表明: 对于低锂高钠溶液, 在反应温度90 ℃、磷酸三钠加入量为1.2倍理论用量、反应前液pH值为8时, 锂沉淀率达95.15%; 而对于低锂高铵溶液, 在反应温度90 ℃、磷酸三钠加入量为1.2倍理论用量、反应前液pH值为11时, 锂沉淀率达96.42%。试验还发现: 在30 ℃下, 盐效应对锂沉淀率影响较大, 锂离子沉淀率随硫酸钠浓度升高而降低。该研究可为回收低浓度含锂溶液中锂提供理论指导。     

高镁锂比盐湖卤水萃取提锂研究

以磷酸三丁酯(TBP)为萃取剂、煤油为稀释剂,在协萃剂A和共萃剂 FeCl₃存在的条件下,从高镁锂比盐湖老卤中萃取提锂。系统研究了pH值、Fe/Li摩尔比、萃取相比、萃取时间、温度等因素的影响,得出最佳工艺条件为:pH=2、Fe/Li摩尔比1.25、萃取相比(O/A)1/1、室温下萃取10 min。在优化条件下锂单级萃取率在76%以上,经过4级萃取卤水中锂萃取率可达99.44%。     

大洋多金属结核制备锂离子筛前驱体中锂脱出的影响因素

研究锂锰比、时间、温度、酸浓度、粒度、液固比及搅拌速率等因素对锂脱出率和锰溶损率的影响.获得了合理的脱锂工艺条件:酸洗时间210min、酸洗温度60℃、酸浓度1.0mol/L、粒度-38μm、液固比50:1、锂锰比0.7、搅拌速度350r/min.在此条件下锂的洗脱率为82.9%,锰的溶损率为5.7%.酸洗后的离子筛经XRD检测仍呈尖晶石结构,但晶格常数变小.     

从废旧锂电池处理废渣中硫酸浸出锂的动力学研究

采用硫酸浸出含锂废渣中的锂,考察了温度、液固比、硫酸浓度和搅拌速率对浸出过程的影响。结果表明,在液固比5∶1、硫酸浓度10%、搅拌速率400 r/min、反应温度70 ℃、反应120 min时,锂浸出率达到94.63%。通过正交实验和动力学推导,确认含锂废渣中硫酸浸出锂的动力学模型为收缩核模型,浸出表观活化能为10.39 kJ/mol,浸出过程中速度控制步骤是固膜扩散。     

论锂离子蓄电池高新材料与锂工业的发展

开发高新技术产业是振兴我国锂工业、使其走出低谷的重要途径。锂离子蓄电池的问世,给我国锂工业带来了新的发展机遇。大力开发和发展我国锂离子蓄电池的高新技术材料产业,使其迅速占领巨大的国内市场和打入国际市场,将给我国锂工业赢得无限商机和可观的经济效益。     

复合硫酸盐焙烧—水浸法提取中低品位锂瓷土中的锂

采用硫酸钠、硫酸钾混合硫酸盐焙烧中低品位锂瓷土（Li2O%=1.86%）,并采取了水浸法提取焙烧产物中的锂,研究焙烧过程硫酸盐/锂瓷土配比、焙烧温度、时间等工艺条件对后续锂浸出率的影响。结果表明：在850 ℃焙烧1 h、锂瓷土∶硫酸钾∶硫酸钠最优配比为1∶0.35∶0.15,锂浸出率达到95%,并且可以有效避免杂质铝进入浸出液;硫酸盐焙烧过程中,锂瓷土先部分转变成KAlSi3O8,再转变成KAlSiO6相及SiO2相。     

混盐型高锂卤水萃取分离锂

以阿根廷某高锂混盐型盐湖卤水萃硼后得到的萃余液为研究对象,采用磷酸三丁酯(TBP)- FeCl3体系萃取分离锂,考察了铁锂比、TBP浓度、稀释剂种类、萃取相比O/A、有机添加剂种类及浓度等因素的影响,优化了萃取工艺参数,分析了锂在萃取两相体系中的分配行为以及锂与镁、钠和钾的分离情况。在有机相组成为65% TBP - 5%MIBK - 30% 260#溶剂油、铁锂比1.5:1、相比O/A=2:1、萃取混合时间5 min、室温的条件下,锂的单级萃取率大于79%,镁、钠、钾的萃取率分别仅有5.24%、8.57%和0.88%,Li与Mg、Na、K的分离系数分别达到62、37和388,TBP显示出对锂的良好选择性,且MIBK的加入改善了分相和锂萃取性能。夹带与共萃进入有机相中的镁、钠和钾可用氯化锂的稀盐酸溶液洗涤去除。负载锂的有机相可用7 mol/L盐酸进行反萃,得到富锂溶液。     

磷酸铁锂废料中磷、铁、锂的综合回收

采用氢氧化钠溶液除去经前处理后的废旧磷酸铁锂电池、极片或边角料粉料中的铝, 采用盐酸浸出-双氧水氧化-纯碱调pH值工艺, 得到二水磷酸铁和氯化锂溶液。二水磷酸铁经洗涤后与氢氧化钠反应得到氢氧化铁产品和磷酸三钠水溶液, 磷酸三钠水溶液蒸发结晶得到十二水磷酸三钠产品。氯化锂溶液经进一步除杂和蒸发后与碳酸钠反应得到碳酸锂产品。重点研究了磷酸铁的沉淀以及由磷酸铁制备磷酸三钠的工艺。制得的产品十二水磷酸三钠达到了工业级要求, 主含量高达99.03%。实现了磷、铁、锂的全部综合回收。