本文主要介紹了礦石提鋰技術(shù)、鹽湖提鋰技術(shù)和粘土提鋰技術(shù)的方法，并分析了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。

 

礦石鋰提取技術(shù)

鋰及其化合物廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。近年來，隨著新能源電動(dòng)汽車的進(jìn)一步推廣，鋰電池的用量越來越大，對(duì)鋰的需求持續(xù)增加，從基礎(chǔ)巖石中的含鋰礦物中提取鋰越來越受到關(guān)注，相關(guān)公司包括中國排名前10的鋰礦業(yè)公司。

在自然界中，含鋰礦石主要包括鋰云母、鋰輝石和鉀長石。從鋰礦中提取鋰、銣、銫等有價(jià)金屬的方法主要有石灰石法、硫酸法、硫酸鹽法、氯化物法和壓力蒸煮法。

 

石灰石焙燒法

石灰石煅燒方法是將鋰云母和石灰石（一般質(zhì)量比1:3）混合，在800°C以上的溫度下充分研磨和焙燒。含鋰礦石的晶體形態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變，鋰云母中不溶的鋰鹽轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹苡谒匿圎}。

反應(yīng)原理如下：該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是非常實(shí)用，幾乎可以用于所有鋰礦物。缺點(diǎn)是浸出液中鋰含量低，蒸發(fā)能耗大，鋰的回收率低。

 

硫酸法

硫酸法處理鋰礦需要將鋰礦在高溫下預(yù)焙燒，使結(jié)構(gòu)由致密變?yōu)槭杷桑蚰ズ笤倥c過量硫酸混合。在250°C的旋轉(zhuǎn)爐中焙燒和溶解，在水中浸泡以獲得粗硫酸鋰溶液，并在提純、鋰沉淀、蒸發(fā)和濃縮后獲得碳酸鋰產(chǎn)品。

優(yōu)點(diǎn)：能耗低，物料流小，生產(chǎn)效率高，特別是液相和固相易于混合，滲濾液中鋰的濃度高，鋰和鉀的回收率高。

缺點(diǎn)：浸出液雜質(zhì)含量高，后續(xù)凈化負(fù)荷重，工藝難度大，使用硫酸量大，對(duì)設(shè)備防腐性能要求高。

 

硫酸鹽法

硫酸鹽法通常用于處理硅酸鹽礦物，但當(dāng)它用于從鋰礦中提取鋰時(shí)，需要經(jīng)過鋰礦和硫酸鉀（鈉）的混合、造粒和高溫焙燒。礦石中的鋰用可溶性硫酸鋰代替，用稀硫酸浸出，浸出液經(jīng)提純沉淀得到碳酸鋰。

 

優(yōu)點(diǎn)：焙燒時(shí)間和浸出時(shí)間短，浸出液中鋰濃度高，蒸發(fā)量小，能耗低等。

缺點(diǎn)：鉀鹽消耗量很大，對(duì)焙燒溫度的要求非常嚴(yán)格。

 

氯化焙燒法

氯化焙燒法主要使用氯化劑（氯化鈣）將鋰礦中的鋰和其他有價(jià)金屬轉(zhuǎn)化為氯化物。它分為兩個(gè)過程：中溫氯化和高溫氯化。

優(yōu)點(diǎn)：鋰轉(zhuǎn)化率高、能耗低、焙燒時(shí)間短、鋰和鉀等貴重金屬回收率高、浸出液中鋰濃度高等。

缺點(diǎn)：焙燒過程需要高防腐設(shè)備，后期使用碳酸鈉進(jìn)行鋰沉淀大大增加了成本。

 

 

壓力沸騰法

與硫酸法類似，壓力蒸煮法也需要預(yù)先對(duì)鋰礦石進(jìn)行轉(zhuǎn)化或脫氟，然后將焙燒后的礦石與一定量的Na2CO3混合均勻。在200°C和壓力（0.2~2MPa）下處理，用Na代替Li，然后將CO2送入水浸漿料中，將碳酸鋰轉(zhuǎn)化為高溶解度的LiHCO3。分離殘余物后，加熱溶液以沉淀碳酸鋰產(chǎn)物。

該方法具有較短的工藝流程和較低的成本，但對(duì)工藝條件和礦物類型有更嚴(yán)格的要求。通過技術(shù)創(chuàng)新和改造，進(jìn)一步降低成本是礦石鋰提取技術(shù)的發(fā)展趨勢。與石灰石焙燒法相比，硫酸法、硫酸鹽法、氯化焙燒法和壓力蒸煮法能耗低，鋰浸出率高，有取代石灰石法的趨勢。

 

鹽湖提鋰技術(shù)

鹽湖的稟賦不同，鋰提取技術(shù)也不同。根據(jù)鹽湖鹵水的資源稟賦，鹽湖提鋰技術(shù)可分為高鎂鋰比鹽湖提鋰工藝和低鎂鋰比鹵水提鋰工藝。

目前已工業(yè)化的鹽湖大多為低鎂鋰比鹽湖（鎂鋰比低于8），包括沉淀法和太陽能池法，其中沉淀法多用于南美鹽湖。高鎂鋰比鹽湖的鋰提取技術(shù)日趨成熟，我國正在積極探索高鎂鋰比例鹽湖的提取方法。

目前比較成功的鋰提取方法有吸附法、膜法、提取法、煅燒浸出法和電滲析法。如果你想了解鋰鹽企業(yè)，請(qǐng)參考中國鋰鹽企業(yè)前10名。

 

 

（1） 沉淀法：鹽水在陽光下干燥，使其自然蒸發(fā)和濃縮。在除去諸如硼、鈣和鎂的雜質(zhì)之后，將沉淀劑或鹽析劑添加到母液中以以沉淀物的形式分離鋰。沉淀法在工業(yè)上應(yīng)用較早，工藝成熟可靠，生產(chǎn)成本低，但不適用于鎂鋰比高的鹽湖。

（2） 太陽能池法：利用該地區(qū)的低溫氣候，獲得高鋰混合鹽鹵水（鋰接近飽和點(diǎn)），然后通過太陽能池技術(shù)蒸發(fā)加熱，獲得富鋰混合鹽和芒硝沉淀。目前，該方法已被扎布耶鹽湖西藏扎布耶鋰業(yè)高新技術(shù)有限公司使用。

雖然這種方法已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，但它對(duì)資源和當(dāng)?shù)刈匀粭l件的發(fā)生要求很高。目前，這種方法已在中國西藏北部的恩加里地區(qū)和阿根廷的一些地區(qū)使用。

（3） 吸附方法：用對(duì)鋰有選擇性的吸附劑吸附鹽水中的鋰，然后用淡水解吸以分離和富集其他雜質(zhì)，然后在小鹽田中濃縮和化學(xué)沉淀鋰。吸附法是一種從環(huán)境和適用性角度來看具有巨大優(yōu)勢的鋰提取技術(shù)，尤其適用于低品位高鎂鋰比鹵水和海水鋰提取。該方法的難點(diǎn)在于開發(fā)性能優(yōu)異的吸附劑。目前，吸附劑主要分為錳基、鈦基離子篩和鋁基吸附劑。

（4） 膜法：主要在工業(yè)試驗(yàn)階段，使用各種類型的濾膜逐漸分離鹽水中的雜質(zhì)成分，富集和濃縮鋰，然后化學(xué)沉淀鋰。

其優(yōu)點(diǎn)是鹽水適應(yīng)性強(qiáng)，工藝簡單，鋰回收率高，選擇性好，對(duì)環(huán)境影響?。浑y點(diǎn)在于開發(fā)具有高選擇性、低能耗和良好循環(huán)性能的濾膜。

（5） 萃取方法：通過用有機(jī)溶劑萃取鋰來實(shí)現(xiàn)鋰和其他雜質(zhì)組分的分離和濃縮，并將高濃度的反萃取液進(jìn)一步生產(chǎn)成各種鋰鹽。優(yōu)點(diǎn)是它可以處理高鎂鋰比的鹽水，并且易于工業(yè)化，但對(duì)提取設(shè)備的高要求和大量的研究投資使得該技術(shù)不成熟。

用于萃取方法的萃取劑包括有機(jī)溶劑和離子液體。有機(jī)溶劑具有較高的萃取選擇性，但容易腐蝕和污染環(huán)境；離子液體是綠色和環(huán)保的，但提取劑的制備很復(fù)雜。

（6） 煅燒法：將硼提取后的鹽水濃縮干燥，煅燒分解成氧化鎂，然后將氧化鎂中的可溶性鋰鹽用水溶解，然后沉淀出碳酸鋰產(chǎn)物。

 

 

煅燒浸出法生產(chǎn)工藝是由青海中信國安科技發(fā)展有限公司有限公司開發(fā)的鹽田老鹵工藝，主要針對(duì)鋰含量高、鎂鋰比高的鹽湖，易于工業(yè)化。然而，它具有高能耗、強(qiáng)腐蝕、大環(huán)境影響和高成本。

（7） 電滲析：在外部直流電場的作用下，固體或液體離子交換膜對(duì)水中的離子有選擇性，水中的一部分離子通過交換膜轉(zhuǎn)移到另一部分水中，從而達(dá)到分離鎂和濃縮鋰的目的。

其優(yōu)點(diǎn)是可以處理高鎂鋰比鹽湖，效率高；難點(diǎn)在于開發(fā)具有優(yōu)異選擇性、高鋰容量和高穩(wěn)定性的鋰捕獲材料。與礦石提鋰相比，當(dāng)前鹽湖提鋰主要特點(diǎn)是生產(chǎn)成本低，但生產(chǎn)周期長，產(chǎn)能保障差。隨著技術(shù)的發(fā)展和成熟，未來鹽湖提鋰的發(fā)展方向如下：

（1） 擴(kuò)大開采范圍：通過膜、吸附劑、萃取和電滲析等技術(shù)，開發(fā)和利用過去不經(jīng)濟(jì)的低濃度、高鎂鋰比鹽湖鹵水。

（2） 產(chǎn)能持續(xù)提升：目前鹽湖提鋰主要采用濃縮沉淀法，因此受天氣、自然環(huán)境等因素影響。未來，隨著新興技術(shù)的發(fā)展，外部環(huán)境的限制將減少。

（3） 生產(chǎn)周期不斷縮短：使用新興技術(shù)，在濃縮、分離和濃縮方面不斷優(yōu)化和改進(jìn)，以及持續(xù)的工業(yè)生產(chǎn)以提高效率。

中國鹽湖鋰提取不斷優(yōu)化，成本降低具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在中國鹽湖開發(fā)鋰提取的早期階段，該技術(shù)還不夠成熟，導(dǎo)致成本過高，生產(chǎn)也不具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

據(jù)研究，隨著技術(shù)的不斷升級(jí)和技術(shù)的優(yōu)化，新興高鎂鋰比鹽湖的提鋰技術(shù)成本基本不超過4萬元/噸LCE。

與礦石的鋰提取成本相比，沒有缺點(diǎn)。預(yù)計(jì)隨著技術(shù)的不斷完善和生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，鹽湖提鋰成本仍有望下降。

規(guī)模仍然很小，利用率不足。根據(jù)數(shù)據(jù)，2019年，我國主要鹽湖產(chǎn)量約為45000噸LCE，行業(yè)平均產(chǎn)能利用率僅為52%。

 

 

粘土鋰提取技術(shù)

粘土鋰提取過程取決于賦存狀態(tài)。鋰的賦存狀態(tài)是決定粘土鋰提取過程的關(guān)鍵因素。粘土型鋰礦的主要材料組成和化學(xué)成分決定了后續(xù)的提取過程，甚至是提純和除雜過程。

從類型來看，碳酸鹽粘土型鋰礦主要是焙燒后用硫酸浸出；火山巖粘土型鋰礦可以直接浸出，用添加劑焙燒，氯化和硫化；Jadar型鋰礦可在多級(jí)破碎和濕式閉路重力分離洗滌后用濃硫酸浸出。

鋰粘土鋰提取工藝的特征在于能夠結(jié)合礦石鋰提取和鹽湖鋰提取的優(yōu)點(diǎn)，鋰提取工藝可以在短時(shí)間內(nèi)以礦石鋰提取的速度完成，并且鋰提取也可以以類似于鹽水鋰提取的成本以較低的成本完成。